#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */

/* Variables and functions */
int findLargestNum(int *, int);
int /*<<< orphan*/ printArray(int *, int);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, ...);
void radixSort(int *array, int size) {
  int i;
  int semiSorted[12];
  int significantDigit = 1;
  int largestNum = findLargestNum(array, size);
  printf("\n\nRunning Radix Sort on Unsorted List!\n\n");
  while (largestNum / significantDigit > 0) {
    int bucket[10] = {0};
    printf("\tSorting: %d's place ", significantDigit);
    printArray(array, size);
    for (i = 0; i < size; i++)
      bucket[(array[i] / significantDigit) % 10]++;
    for (i = 1; i < 10; i++)
      bucket[i] += bucket[i - 1];
    for (i = size - 1; i >= 0; i--)
      semiSorted[--bucket[(array[i] / significantDigit) % 10]] = array[i];
    for (i = 0; i < size; i++)
      array[i] = semiSorted[i];
    significantDigit *= 10;
    printf("\n\tBucket: ");
    printArray(bucket, 10);
    printf("%d/%d = %d\n", largestNum, significantDigit,
           largestNum / significantDigit);
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<radixSort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x80,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x1,-0x44(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
call   1050 <findLargestNum@plt>
mov    %eax,-0x48(%rbp)
lea    0xe91(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x48(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x44(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
jle    1306 <radixSort+0x1c6>
lea    -0x70(%rbp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0x28,%edx
call   1040 <memset@plt>
mov    -0x44(%rbp),%esi
lea    0xe89(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
call   1060 <printArray@plt>
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11f9 <radixSort+0xb9>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cltd
idivl  -0x44(%rbp)
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
movslq %edx,%rax
mov    -0x70(%rbp,%rax,4),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x70(%rbp,%rax,4)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    11ba <radixSort+0x7a>
movl   $0x1,-0x10(%rbp)
cmpl   $0xa,-0x10(%rbp)
jge    1230 <radixSort+0xf0>
mov    -0x10(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
cltq
mov    -0x70(%rbp,%rax,4),%ecx
movslq -0x10(%rbp),%rax
add    -0x70(%rbp,%rax,4),%ecx
mov    %ecx,-0x70(%rbp,%rax,4)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1200 <radixSort+0xc0>
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x10(%rbp)
jl     1287 <radixSort+0x147>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rdx
mov    (%rax,%rdx,4),%eax
cltd
idivl  -0x44(%rbp)
mov    $0xa,%esi
cltd
idiv   %esi
movslq %edx,%rdx
mov    -0x70(%rbp,%rdx,4),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x70(%rbp,%rdx,4)
cltq
mov    %ecx,-0x40(%rbp,%rax,4)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1239 <radixSort+0xf9>
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    12bb <radixSort+0x17b>
movslq -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp,%rax,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    128e <radixSort+0x14e>
imul   $0xa,-0x44(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
lea    0xd76(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
lea    -0x70(%rbp),%rdi
mov    $0xa,%esi
call   1060 <printArray@plt>
mov    -0x48(%rbp),%esi
mov    -0x44(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x74(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x44(%rbp)
mov    -0x74(%rbp),%edx
mov    %eax,%ecx
lea    0xd50(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
jmp    1176 <radixSort+0x36>
add    $0x80,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<radixSort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x78,%rsp
mov    %esi,%r12d
mov    %rdi,%rbx
call   1060 <findLargestNum@plt>
mov    %eax,%r14d
lea    0xeba(%rip),%rdi
call   1030 <puts@plt>
test   %r14d,%r14d
jle    1333 <radixSort+0x1e3>
mov    %r12d,%r15d
lea    0x0(,%r15,4),%rax
mov    %rax,0x30(%rsp)
lea    0x1(%r15),%rax
mov    %rax,0x38(%rsp)
mov    $0x1,%ebp
jmp    11f8 <radixSort+0xa8>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    %ebp,%ebp
lea    0x0(%rbp,%rbp,4),%ebp
lea    0xe59(%rip),%rdi
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
mov    %rsp,%rdi
mov    $0xa,%esi
call   1070 <printArray@plt>
mov    %r14d,%eax
cltd
idiv   %ebp
mov    %eax,%r13d
lea    0xe40(%rip),%rdi
mov    %r14d,%esi
mov    %ebp,%edx
mov    %eax,%ecx
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
test   %r13d,%r13d
jle    1333 <radixSort+0x1e3>
xorps  %xmm0,%xmm0
movaps %xmm0,0x10(%rsp)
movaps %xmm0,(%rsp)
movq   $0x0,0x20(%rsp)
lea    0xdec(%rip),%rdi
mov    %ebp,%esi
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
mov    %rbx,%rdi
mov    %r12d,%esi
call   1070 <printArray@plt>
test   %r12d,%r12d
jle    1262 <radixSort+0x112>
xor    %ecx,%ecx
nop
mov    (%rbx,%rcx,4),%eax
cltd
idiv   %ebp
cltq
imul   $0x66666667,%rax,%rdx
mov    %rdx,%rsi
shr    $0x3f,%rsi
sar    $0x22,%rdx
add    %esi,%edx
add    %edx,%edx
lea    (%rdx,%rdx,4),%edx
sub    %edx,%eax
cltq
addl   $0x1,(%rsp,%rax,4)
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%r15
jne    1230 <radixSort+0xe0>
mov    0x4(%rsp),%r8d
add    (%rsp),%r8d
mov    0x8(%rsp),%r9d
add    %r8d,%r9d
mov    0xc(%rsp),%r10d
add    %r9d,%r10d
mov    0x10(%rsp),%esi
add    %r10d,%esi
mov    0x14(%rsp),%edi
add    %esi,%edi
mov    0x18(%rsp),%eax
add    %edi,%eax
mov    0x1c(%rsp),%ecx
add    %eax,%ecx
mov    0x20(%rsp),%edx
add    %ecx,%edx
add    %edx,0x24(%rsp)
mov    %r8d,0x4(%rsp)
mov    %r9d,0x8(%rsp)
mov    %r10d,0xc(%rsp)
mov    %esi,0x10(%rsp)
mov    %edi,0x14(%rsp)
mov    %eax,0x18(%rsp)
mov    %ecx,0x1c(%rsp)
mov    %edx,0x20(%rsp)
mov    0x38(%rsp),%rsi
test   %r12d,%r12d
jle    11b0 <radixSort+0x60>
nop
lea    -0x2(%rsi),%eax
mov    (%rbx,%rax,4),%ecx
mov    %ecx,%eax
cltd
idiv   %ebp
cltq
imul   $0x66666667,%rax,%rdx
mov    %rdx,%rdi
shr    $0x3f,%rdi
sar    $0x22,%rdx
add    %edi,%edx
add    %edx,%edx
lea    (%rdx,%rdx,4),%edx
sub    %edx,%eax
cltq
movslq (%rsp,%rax,4),%rdx
lea    -0x1(%rdx),%rdi
mov    %edi,(%rsp,%rax,4)
mov    %ecx,0x3c(%rsp,%rdx,4)
add    $0xffffffffffffffff,%rsi
cmp    $0x1,%rsi
jg     12d0 <radixSort+0x180>
test   %r12d,%r12d
jle    11b0 <radixSort+0x60>
mov    %rbx,%rdi
lea    0x40(%rsp),%rsi
mov    0x30(%rsp),%rdx
call   1050 <memcpy@plt>
jmp    11b0 <radixSort+0x60>
add    $0x78,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [41 x i8] c"\0A\0ARunning Radix Sort on Unsorted List!\0A\0A\00"
@.str.1 = [22 x i8] c"\09Sorting: %d's place \00"
@.str.2 = [11 x i8] c"\0A\09Bucket: \00"
@.str.3 = [12 x i8] c"%d/%d = %d\0A\00"
define void @radixSort(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca [12 x i32]
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca [10 x i32]
store i32* %0, i32** %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 1, i32* %7
%10 = load i32*, i32** %3
%11 = load i32, i32* %4
%12 = call i32 @findLargestNum(i32* %10, i32 %11)
store i32 %12, i32* %8
%13 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([41 x i8], [41 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
br label %14
14: ; preds = %110, %2
%15 = load i32, i32* %8
%16 = load i32, i32* %7
%17 = sdiv i32 %15, %16
%18 = icmp sgt i32 %17, 0
br i1 %18, label %19, label %122
19: ; preds = %14
%20 = bitcast [10 x i32]* %9 to i8*
%21 = load i32, i32* %7
%22 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([22 x i8], [22 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %21)
%23 = load i32*, i32** %3
%24 = load i32, i32* %4
%25 = call i32 @printArray(i32* %23, i32 %24)
store i32 0, i32* %5
br label %26
26: ; preds = %43, %19
%27 = load i32, i32* %5
%28 = load i32, i32* %4
%29 = icmp slt i32 %27, %28
br i1 %29, label %30, label %46
30: ; preds = %26
%31 = load i32*, i32** %3
%32 = load i32, i32* %5
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
%36 = load i32, i32* %7
%37 = sdiv i32 %35, %36
%38 = srem i32 %37, 10
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %9, i64 0, i64 %39
%41 = load i32, i32* %40
%42 = add nsw i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %40
br label %43
43: ; preds = %30
%44 = load i32, i32* %5
%45 = add nsw i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %5
br label %26
46: ; preds = %26
store i32 1, i32* %5
br label %47
47: ; preds = %61, %46
%48 = load i32, i32* %5
%49 = icmp slt i32 %48, 10
br i1 %49, label %50, label %64
50: ; preds = %47
%51 = load i32, i32* %5
%52 = sub nsw i32 %51, 1
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %9, i64 0, i64 %53
%55 = load i32, i32* %54
%56 = load i32, i32* %5
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %9, i64 0, i64 %57
%59 = load i32, i32* %58
%60 = add nsw i32 %59, %55
store i32 %60, i32* %58
br label %61
61: ; preds = %50
%62 = load i32, i32* %5
%63 = add nsw i32 %62, 1
store i32 %63, i32* %5
br label %47
64: ; preds = %47
%65 = load i32, i32* %4
%66 = sub nsw i32 %65, 1
store i32 %66, i32* %5
br label %67
67: ; preds = %90, %64
%68 = load i32, i32* %5
%69 = icmp sge i32 %68, 0
br i1 %69, label %70, label %93
70: ; preds = %67
%71 = load i32*, i32** %3
%72 = load i32, i32* %5
%73 = sext i32 %72 to i64
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %71, i64 %73
%75 = load i32, i32* %74
%76 = load i32*, i32** %3
%77 = load i32, i32* %5
%78 = sext i32 %77 to i64
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %76, i64 %78
%80 = load i32, i32* %79
%81 = load i32, i32* %7
%82 = sdiv i32 %80, %81
%83 = srem i32 %82, 10
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %9, i64 0, i64 %84
%86 = load i32, i32* %85
%87 = add nsw i32 %86, -1
store i32 %87, i32* %85
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds [12 x i32], [12 x i32]* %6, i64 0, i64 %88
store i32 %75, i32* %89
br label %90
90: ; preds = %70
%91 = load i32, i32* %5
%92 = add nsw i32 %91, -1
store i32 %92, i32* %5
br label %67
93: ; preds = %67
store i32 0, i32* %5
br label %94
94: ; preds = %107, %93
%95 = load i32, i32* %5
%96 = load i32, i32* %4
%97 = icmp slt i32 %95, %96
br i1 %97, label %98, label %110
98: ; preds = %94
%99 = load i32, i32* %5
%100 = sext i32 %99 to i64
%101 = getelementptr inbounds [12 x i32], [12 x i32]* %6, i64 0, i64 %100
%102 = load i32, i32* %101
%103 = load i32*, i32** %3
%104 = load i32, i32* %5
%105 = sext i32 %104 to i64
%106 = getelementptr inbounds i32, i32* %103, i64 %105
store i32 %102, i32* %106
br label %107
107: ; preds = %98
%108 = load i32, i32* %5
%109 = add nsw i32 %108, 1
store i32 %109, i32* %5
br label %94
110: ; preds = %94
%111 = load i32, i32* %7
%112 = mul nsw i32 %111, 10
store i32 %112, i32* %7
%113 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([11 x i8], [11 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0))
%114 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %9, i64 0, i64 0
%115 = call i32 @printArray(i32* %114, i32 10)
%116 = load i32, i32* %8
%117 = load i32, i32* %7
%118 = load i32, i32* %8
%119 = load i32, i32* %7
%120 = sdiv i32 %118, %119
%121 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([12 x i8], [12 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0), i32 %116, i32 %117, i32 %120)
br label %14
122: ; preds = %14
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str.1 = [22 x i8] c"\09Sorting: %d's place \00"
@.str.2 = [11 x i8] c"\0A\09Bucket: \00"
@.str.3 = [12 x i8] c"%d/%d = %d\0A\00"
@str = [40 x i8] c"\0A\0ARunning Radix Sort on Unsorted List!\0A\00"
define void @radixSort(i32* %0, i32 %1) {
%3 = bitcast i32* %0 to i8*
%4 = alloca [12 x i32]
%5 = bitcast [12 x i32]* %4 to i8*
%6 = alloca [10 x i32]
%7 = tail call i32 @findLargestNum(i32* %0, i32 %1)
%8 = tail call i32 @puts(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([40 x i8], [40 x i8]* @str, i64 0, i64 0))
%9 = icmp sgt i32 %7, 0
br i1 %9, label %10, label %85
10: ; preds = %2
%11 = bitcast [10 x i32]* %6 to i8*
%12 = icmp sgt i32 %1, 0
%13 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %6, i64 0, i64 0
%14 = zext i32 %1 to i64
%15 = shl nuw nsw i64 %14, 2
%16 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %6, i64 0, i64 1
%17 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %6, i64 0, i64 2
%18 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %6, i64 0, i64 3
%19 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %6, i64 0, i64 4
%20 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %6, i64 0, i64 5
%21 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %6, i64 0, i64 6
%22 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %6, i64 0, i64 7
%23 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %6, i64 0, i64 8
%24 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %6, i64 0, i64 9
br label %25
25: ; preds = %10, %78
%26 = phi i32 [ 1, %10 ], [ %79, %78 ]
%27 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([22 x i8], [22 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %26)
%28 = call i32 @printArray(i32* %0, i32 %1)
br i1 %12, label %49, label %29
29: ; preds = %49, %25
%30 = load i32, i32* %13
%31 = load i32, i32* %16
%32 = add nsw i32 %31, %30
store i32 %32, i32* %16
%33 = load i32, i32* %17
%34 = add nsw i32 %33, %32
store i32 %34, i32* %17
%35 = load i32, i32* %18
%36 = add nsw i32 %35, %34
store i32 %36, i32* %18
%37 = load i32, i32* %19
%38 = add nsw i32 %37, %36
store i32 %38, i32* %19
%39 = load i32, i32* %20
%40 = add nsw i32 %39, %38
store i32 %40, i32* %20
%41 = load i32, i32* %21
%42 = add nsw i32 %41, %40
store i32 %42, i32* %21
%43 = load i32, i32* %22
%44 = add nsw i32 %43, %42
store i32 %44, i32* %22
%45 = load i32, i32* %23
%46 = add nsw i32 %45, %44
store i32 %46, i32* %23
%47 = load i32, i32* %24
%48 = add nsw i32 %47, %46
store i32 %48, i32* %24
br i1 %12, label %63, label %78
49: ; preds = %25, %49
%50 = phi i64 [ %59, %49 ], [ 0, %25 ]
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %50
%52 = load i32, i32* %51
%53 = sdiv i32 %52, %26
%54 = srem i32 %53, 10
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %6, i64 0, i64 %55
%57 = load i32, i32* %56
%58 = add nsw i32 %57, 1
store i32 %58, i32* %56
%59 = add nuw nsw i64 %50, 1
%60 = icmp eq i64 %59, %14
br i1 %60, label %29, label %49
61: ; preds = %63
br i1 %12, label %62, label %78
62: ; preds = %61
br label %78
63: ; preds = %29, %63
%64 = phi i64 [ %65, %63 ], [ %14, %29 ]
%65 = add nsw i64 %64, -1
%66 = and i64 %65, 4294967295
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %66
%68 = load i32, i32* %67
%69 = sdiv i32 %68, %26
%70 = srem i32 %69, 10
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %6, i64 0, i64 %71
%73 = load i32, i32* %72
%74 = add nsw i32 %73, -1
store i32 %74, i32* %72
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds [12 x i32], [12 x i32]* %4, i64 0, i64 %75
store i32 %68, i32* %76
%77 = icmp sgt i64 %64, 1
br i1 %77, label %63, label %61
78: ; preds = %29, %62, %61
%79 = mul nsw i32 %26, 10
%80 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([11 x i8], [11 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0))
%81 = call i32 @printArray(i32* %13, i32 10)
%82 = sdiv i32 %7, %79
%83 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([12 x i8], [12 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0), i32 %7, i32 %79, i32 %82)
%84 = icmp sgt i32 %82, 0
br i1 %84, label %25, label %85
85: ; preds = %78, %2
ret void
}