countsort(int a[], int n, int exp) {
  int output[n], i;
  int count[10] = {0};
  for (i = 0; i < n; i++) {
    count[((a[i] / exp) % 10)]++;
  }
  for (i = 1; i < 10; i++) {
    count[i] = count[i] + count[i - 1];
  }
  for (i = n - 1; i >= 0; i--) {
    output[count[((a[i] / exp) % 10)] - 1] = a[i];
    count[((a[i] / exp) % 10)]--;
  }
  for (i = 0; i < n; i++) {
    a[i] = output[i];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<countsort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x70,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x68(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x28(%rbp)
lea    -0x60(%rbp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0x28,%edx
call   1030 <memset@plt>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    119f <countsort+0x8f>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cltd
idivl  -0x18(%rbp)
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
movslq %edx,%rax
mov    -0x60(%rbp,%rax,4),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x60(%rbp,%rax,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1160 <countsort+0x50>
movl   $0x1,-0x2c(%rbp)
cmpl   $0xa,-0x2c(%rbp)
jge    11da <countsort+0xca>
movslq -0x2c(%rbp),%rax
mov    -0x60(%rbp,%rax,4),%ecx
mov    -0x2c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
cltq
add    -0x60(%rbp,%rax,4),%ecx
movslq -0x2c(%rbp),%rax
mov    %ecx,-0x60(%rbp,%rax,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    11a6 <countsort+0x96>
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x2c(%rbp)
jl     125e <countsort+0x14e>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x6c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cltd
idivl  -0x18(%rbp)
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    -0x68(%rbp),%rax
mov    %edx,%ecx
mov    -0x6c(%rbp),%edx
movslq %ecx,%rcx
mov    -0x60(%rbp,%rcx,4),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cltd
idivl  -0x18(%rbp)
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
movslq %edx,%rax
mov    -0x60(%rbp,%rax,4),%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x60(%rbp,%rax,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    11e3 <countsort+0xd3>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1295 <countsort+0x185>
mov    -0x68(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1265 <countsort+0x155>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<countsort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
mov    %edx,%r10d
mov    %esi,%r8d
mov    %rsp,%r9
lea    0xf(,%r8,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
sub    %rax,%r9
mov    %r9,%rsp
xorps  %xmm0,%xmm0
movaps %xmm0,-0x40(%rbp)
movaps %xmm0,-0x50(%rbp)
movq   $0x0,-0x30(%rbp)
test   %esi,%esi
jle    11ba <countsort+0xaa>
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    (%rdi,%rcx,4),%eax
cltd
idiv   %r10d
cltq
imul   $0x66666667,%rax,%rdx
mov    %rdx,%rbx
shr    $0x3f,%rbx
sar    $0x22,%rdx
add    %ebx,%edx
add    %edx,%edx
lea    (%rdx,%rdx,4),%edx
sub    %edx,%eax
cltq
addl   $0x1,-0x50(%rbp,%rax,4)
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%r8
jne    1160 <countsort+0x50>
mov    -0x50(%rbp),%r13d
mov    -0x48(%rbp),%eax
mov    -0x44(%rbp),%edx
mov    -0x40(%rbp),%ecx
mov    -0x3c(%rbp),%ebx
mov    -0x38(%rbp),%r12d
mov    -0x34(%rbp),%r15d
mov    -0x30(%rbp),%r14d
mov    -0x2c(%rbp),%r11d
add    -0x4c(%rbp),%r13d
jmp    11d1 <countsort+0xc1>
xor    %r11d,%r11d
xor    %r14d,%r14d
xor    %r15d,%r15d
xor    %r12d,%r12d
xor    %ebx,%ebx
xor    %ecx,%ecx
xor    %edx,%edx
xor    %eax,%eax
xor    %r13d,%r13d
add    %r13d,%eax
add    %eax,%edx
add    %edx,%ecx
add    %ecx,%ebx
add    %ebx,%r12d
add    %r12d,%r15d
add    %r15d,%r14d
add    %r14d,%r11d
mov    %r13d,-0x4c(%rbp)
mov    %eax,-0x48(%rbp)
mov    %edx,-0x44(%rbp)
mov    %ecx,-0x40(%rbp)
mov    %ebx,-0x3c(%rbp)
mov    %r12d,-0x38(%rbp)
mov    %r15d,-0x34(%rbp)
mov    %r14d,-0x30(%rbp)
mov    %r11d,-0x2c(%rbp)
test   %esi,%esi
jle    126c <countsort+0x15c>
lea    0x1(%r8),%rbx
xchg   %ax,%ax
lea    -0x2(%rbx),%eax
mov    (%rdi,%rax,4),%r11d
mov    %r11d,%eax
cltd
idiv   %r10d
cltq
imul   $0x66666667,%rax,%rdx
mov    %rdx,%rcx
shr    $0x3f,%rcx
sar    $0x22,%rdx
add    %ecx,%edx
add    %edx,%edx
lea    (%rdx,%rdx,4),%ecx
sub    %ecx,%eax
cltq
movslq -0x50(%rbp,%rax,4),%rcx
mov    %r11d,-0x4(%r9,%rcx,4)
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
mov    %ecx,-0x50(%rbp,%rax,4)
add    $0xffffffffffffffff,%rbx
cmp    $0x1,%rbx
jg     1210 <countsort+0x100>
test   %esi,%esi
jle    126c <countsort+0x15c>
shl    $0x2,%r8
mov    %r9,%rsi
mov    %r8,%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @countsort(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = bitcast i32* %0 to i8*
%5 = alloca [10 x i32]
%6 = zext i32 %1 to i64
%7 = alloca i32, i64 %6
%8 = bitcast i32* %7 to i8*
%9 = bitcast [10 x i32]* %5 to i8*
%10 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %10, label %60, label %33
11: ; preds = %60
%12 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 1
%13 = load i32, i32* %12
%14 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 0
%15 = load i32, i32* %14
%16 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 2
%17 = load i32, i32* %16
%18 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 3
%19 = load i32, i32* %18
%20 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 4
%21 = load i32, i32* %20
%22 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 5
%23 = load i32, i32* %22
%24 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 6
%25 = load i32, i32* %24
%26 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 7
%27 = load i32, i32* %26
%28 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 8
%29 = load i32, i32* %28
%30 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 9
%31 = load i32, i32* %30
%32 = add nsw i32 %15, %13
br label %33
33: ; preds = %11, %3
%34 = phi i32 [ %31, %11 ], [ 0, %3 ]
%35 = phi i32 [ %29, %11 ], [ 0, %3 ]
%36 = phi i32 [ %27, %11 ], [ 0, %3 ]
%37 = phi i32 [ %25, %11 ], [ 0, %3 ]
%38 = phi i32 [ %23, %11 ], [ 0, %3 ]
%39 = phi i32 [ %21, %11 ], [ 0, %3 ]
%40 = phi i32 [ %19, %11 ], [ 0, %3 ]
%41 = phi i32 [ %17, %11 ], [ 0, %3 ]
%42 = phi i32 [ %32, %11 ], [ 0, %3 ]
%43 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 1
store i32 %42, i32* %43
%44 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 2
%45 = add nsw i32 %42, %41
store i32 %45, i32* %44
%46 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 3
%47 = add nsw i32 %45, %40
store i32 %47, i32* %46
%48 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 4
%49 = add nsw i32 %47, %39
store i32 %49, i32* %48
%50 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 5
%51 = add nsw i32 %49, %38
store i32 %51, i32* %50
%52 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 6
%53 = add nsw i32 %51, %37
store i32 %53, i32* %52
%54 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 7
%55 = add nsw i32 %53, %36
store i32 %55, i32* %54
%56 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 8
%57 = add nsw i32 %55, %35
store i32 %57, i32* %56
%58 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 9
%59 = add nsw i32 %57, %34
store i32 %59, i32* %58
br i1 %10, label %75, label %90
60: ; preds = %3, %60
%61 = phi i64 [ %70, %60 ], [ 0, %3 ]
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
%64 = sdiv i32 %63, %2
%65 = srem i32 %64, 10
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 %66
%68 = load i32, i32* %67
%69 = add nsw i32 %68, 1
store i32 %69, i32* %67
%70 = add nuw nsw i64 %61, 1
%71 = icmp eq i64 %70, %6
br i1 %71, label %11, label %60
72: ; preds = %75
br i1 %10, label %73, label %90
73: ; preds = %72
%74 = shl nuw nsw i64 %6, 2
br label %90
75: ; preds = %33, %75
%76 = phi i64 [ %77, %75 ], [ %6, %33 ]
%77 = add nsw i64 %76, -1
%78 = and i64 %77, 4294967295
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %78
%80 = load i32, i32* %79
%81 = sdiv i32 %80, %2
%82 = srem i32 %81, 10
%83 = sext i32 %82 to i64
%84 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 %83
%85 = load i32, i32* %84
%86 = add nsw i32 %85, -1
%87 = sext i32 %86 to i64
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %87
store i32 %80, i32* %88
store i32 %86, i32* %84
%89 = icmp sgt i64 %76, 1
br i1 %89, label %75, label %72
90: ; preds = %33, %73, %72
ret i32 undef
}