#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 *malloc(int);
int *countingSort(int *list, int max) {
  int *output, i = 0, freq[max + 1];
  output = malloc(8 * sizeof(int));
  for (i = 0; i < max + 1; i++)
    freq[i] = 0;
  for (i = 0; i < 8; i++)
    freq[list[i]]++;
  for (i = 1; i < max + 1; i++)
    freq[i] = freq[i] + freq[i - 1];
  for (i = 8 - 1; i >= 0; i--) {
    output[freq[list[i]]] = list[i];
    freq[list[i]]--;
  }
  return output;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<countingSort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x28(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x38(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    $0x20,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1193 <countingSort+0x83>
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1165 <countingSort+0x55>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x8,-0x1c(%rbp)
jge    11cb <countingSort+0xbb>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    119a <countingSort+0x8a>
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    120f <countingSort+0xff>
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11d2 <countingSort+0xc2>
movl   $0x7,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x1c(%rbp)
jl     1269 <countingSort+0x159>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%esi
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    -0x8(%rbp),%rdx
movslq -0x1c(%rbp),%rdi
movslq (%rdx,%rdi,4),%rdx
movslq (%rax,%rdx,4),%rdx
mov    %esi,(%rcx,%rdx,4)
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0xffffffff,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1216 <countingSort+0x106>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rsp
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<countingSort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%r12
lea    0x1(%r15),%r13d
mov    %rsp,%rbx
lea    0xf(,%r13,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
sub    %rax,%rbx
mov    %rbx,%rsp
mov    $0x20,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,%r14
test   %r15d,%r15d
js     1174 <countingSort+0x54>
mov    %r15d,%eax
lea    0x4(,%rax,4),%rdx
mov    %rbx,%rdi
xor    %esi,%esi
call   1030 <memset@plt>
mov    (%r12),%eax
movslq %eax,%rcx
addl   $0x1,(%rbx,%rcx,4)
mov    0x4(%r12),%eax
movslq %eax,%rsi
addl   $0x1,(%rbx,%rsi,4)
mov    0x8(%r12),%eax
movslq %eax,%rdi
addl   $0x1,(%rbx,%rdi,4)
mov    0xc(%r12),%eax
movslq %eax,%r11
addl   $0x1,(%rbx,%r11,4)
mov    0x10(%r12),%eax
movslq %eax,%r8
addl   $0x1,(%rbx,%r8,4)
mov    0x14(%r12),%eax
movslq %eax,%r9
addl   $0x1,(%rbx,%r9,4)
mov    0x18(%r12),%eax
movslq %eax,%r10
addl   $0x1,(%rbx,%r10,4)
mov    0x1c(%r12),%eax
movslq %eax,%rdx
mov    (%rbx,%rdx,4),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,(%rbx,%rdx,4)
test   %r15d,%r15d
jle    126c <countingSort+0x14c>
mov    %rdi,-0x30(%rbp)
mov    %rsi,%r12
mov    %rcx,%r15
mov    (%rbx),%esi
lea    -0x1(%r13),%rdi
add    $0xfffffffffffffffe,%r13
mov    %edi,%ecx
and    $0x3,%ecx
mov    $0x1,%eax
cmp    $0x3,%r13
jb     123d <countingSort+0x11d>
and    $0xfffffffffffffffc,%rdi
xor    %eax,%eax
nop
add    0x4(%rbx,%rax,4),%esi
mov    %esi,0x4(%rbx,%rax,4)
add    0x8(%rbx,%rax,4),%esi
mov    %esi,0x8(%rbx,%rax,4)
add    0xc(%rbx,%rax,4),%esi
mov    %esi,0xc(%rbx,%rax,4)
add    0x10(%rbx,%rax,4),%esi
mov    %esi,0x10(%rbx,%rax,4)
add    $0x4,%rax
cmp    %rax,%rdi
jne    1210 <countingSort+0xf0>
add    $0x1,%rax
test   %rcx,%rcx
je     125f <countingSort+0x13f>
lea    (%rbx,%rax,4),%rax
xor    %edi,%edi
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    (%rax,%rdi,4),%esi
mov    %esi,(%rax,%rdi,4)
add    $0x1,%rdi
cmp    %rdi,%rcx
jne    1250 <countingSort+0x130>
mov    (%rbx,%rdx,4),%eax
mov    %r15,%rcx
mov    %r12,%rsi
mov    -0x30(%rbp),%rdi
cltq
mov    %edx,(%r14,%rax,4)
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,(%rbx,%rdx,4)
movslq (%rbx,%r10,4),%rax
mov    %r10d,(%r14,%rax,4)
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,(%rbx,%r10,4)
movslq (%rbx,%r9,4),%rax
mov    %r9d,(%r14,%rax,4)
lea    -0x1(%rax),%eax
mov    %eax,(%rbx,%r9,4)
movslq (%rbx,%r8,4),%rax
mov    %r8d,(%r14,%rax,4)
lea    -0x1(%rax),%eax
mov    %eax,(%rbx,%r8,4)
movslq (%rbx,%r11,4),%rax
mov    %r11d,(%r14,%rax,4)
lea    -0x1(%rax),%eax
mov    %eax,(%rbx,%r11,4)
movslq (%rbx,%rdi,4),%rax
mov    %edi,(%r14,%rax,4)
lea    -0x1(%rax),%eax
mov    %eax,(%rbx,%rdi,4)
movslq (%rbx,%rsi,4),%rax
mov    %esi,(%r14,%rax,4)
lea    -0x1(%rax),%eax
mov    %eax,(%rbx,%rsi,4)
movslq (%rbx,%rcx,4),%rax
mov    %ecx,(%r14,%rax,4)
mov    %r14,%rax
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define noalias i32* @countingSort(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = add i32 %1, 1
%4 = zext i32 %3 to i64
%5 = alloca i32, i64 %4
%6 = tail call i32* @malloc(i32 32)
%7 = icmp slt i32 %1, 0
br i1 %7, label %13, label %8
8: ; preds = %2
%9 = bitcast i32* %5 to i8*
%10 = zext i32 %1 to i64
%11 = shl nuw nsw i64 %10, 2
%12 = add nuw nsw i64 %11, 4
br label %13
13: ; preds = %8, %2
%14 = load i32, i32* %0
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %15
%17 = load i32, i32* %16
%18 = add nsw i32 %17, 1
store i32 %18, i32* %16
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 1
%20 = load i32, i32* %19
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %21
%23 = load i32, i32* %22
%24 = add nsw i32 %23, 1
store i32 %24, i32* %22
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 2
%26 = load i32, i32* %25
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = add nsw i32 %29, 1
store i32 %30, i32* %28
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 3
%32 = load i32, i32* %31
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
%36 = add nsw i32 %35, 1
store i32 %36, i32* %34
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 4
%38 = load i32, i32* %37
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %39
%41 = load i32, i32* %40
%42 = add nsw i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %40
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 5
%44 = load i32, i32* %43
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %45
%47 = load i32, i32* %46
%48 = add nsw i32 %47, 1
store i32 %48, i32* %46
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 6
%50 = load i32, i32* %49
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
%54 = add nsw i32 %53, 1
store i32 %54, i32* %52
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 7
%56 = load i32, i32* %55
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %57
%59 = load i32, i32* %58
%60 = add nsw i32 %59, 1
store i32 %60, i32* %58
%61 = icmp slt i32 %1, 1
br i1 %61, label %86, label %62
62: ; preds = %13
%63 = load i32, i32* %5
%64 = add nsw i64 %4, -1
%65 = add nsw i64 %4, -2
%66 = and i64 %64, 3
%67 = icmp ult i64 %65, 3
br i1 %67, label %70, label %68
68: ; preds = %62
%69 = and i64 %64, -4
br label %118
70: ; preds = %118, %62
%71 = phi i32 [ %63, %62 ], [ %136, %118 ]
%72 = phi i64 [ 1, %62 ], [ %137, %118 ]
%73 = icmp eq i64 %66, 0
br i1 %73, label %84, label %74
74: ; preds = %70, %74
%75 = phi i32 [ %80, %74 ], [ %71, %70 ]
%76 = phi i64 [ %81, %74 ], [ %72, %70 ]
%77 = phi i64 [ %82, %74 ], [ 0, %70 ]
%78 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %76
%79 = load i32, i32* %78
%80 = add nsw i32 %75, %79
store i32 %80, i32* %78
%81 = add nuw nsw i64 %76, 1
%82 = add i64 %77, 1
%83 = icmp eq i64 %82, %66
br i1 %83, label %84, label %74
84: ; preds = %74, %70
%85 = load i32, i32* %58
br label %86
86: ; preds = %84, %13
%87 = phi i32 [ %85, %84 ], [ %60, %13 ]
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %88
store i32 %56, i32* %89
%90 = add nsw i32 %87, -1
store i32 %90, i32* %58
%91 = load i32, i32* %52
%92 = sext i32 %91 to i64
%93 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %92
store i32 %50, i32* %93
%94 = add nsw i32 %91, -1
store i32 %94, i32* %52
%95 = load i32, i32* %46
%96 = sext i32 %95 to i64
%97 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %96
store i32 %44, i32* %97
%98 = add nsw i32 %95, -1
store i32 %98, i32* %46
%99 = load i32, i32* %40
%100 = sext i32 %99 to i64
%101 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %100
store i32 %38, i32* %101
%102 = add nsw i32 %99, -1
store i32 %102, i32* %40
%103 = load i32, i32* %34
%104 = sext i32 %103 to i64
%105 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %104
store i32 %32, i32* %105
%106 = add nsw i32 %103, -1
store i32 %106, i32* %34
%107 = load i32, i32* %28
%108 = sext i32 %107 to i64
%109 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %108
store i32 %26, i32* %109
%110 = add nsw i32 %107, -1
store i32 %110, i32* %28
%111 = load i32, i32* %22
%112 = sext i32 %111 to i64
%113 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %112
store i32 %20, i32* %113
%114 = add nsw i32 %111, -1
store i32 %114, i32* %22
%115 = load i32, i32* %16
%116 = sext i32 %115 to i64
%117 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %116
store i32 %14, i32* %117
ret i32* %6
118: ; preds = %118, %68
%119 = phi i32 [ %63, %68 ], [ %136, %118 ]
%120 = phi i64 [ 1, %68 ], [ %137, %118 ]
%121 = phi i64 [ 0, %68 ], [ %138, %118 ]
%122 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %120
%123 = load i32, i32* %122
%124 = add nsw i32 %119, %123
store i32 %124, i32* %122
%125 = add nuw nsw i64 %120, 1
%126 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %125
%127 = load i32, i32* %126
%128 = add nsw i32 %124, %127
store i32 %128, i32* %126
%129 = add nuw nsw i64 %120, 2
%130 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %129
%131 = load i32, i32* %130
%132 = add nsw i32 %128, %131
store i32 %132, i32* %130
%133 = add nuw nsw i64 %120, 3
%134 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %133
%135 = load i32, i32* %134
%136 = add nsw i32 %132, %135
store i32 %136, i32* %134
%137 = add nuw nsw i64 %120, 4
%138 = add nuw nsw i64 %121, 4
%139 = icmp eq i64 %138, %69
br i1 %139, label %70, label %118
}