#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 */
scalar_t__ calloc(int, int);
void countingSort(int *A, int *B, int k, int n) {
  int i, j;
  int *auxiliary = (int *)calloc((k + 1), sizeof(int));
  for (j = 1; j <= n; j++) {
    auxiliary[A[j]]++;
  }
  for (i = 1; i <= k; i++) {
    auxiliary[i] = auxiliary[i] + auxiliary[i - 1];
  }
  for (j = n; j > 0; j--) {
    B[auxiliary[A[j]]] = A[j];
    auxiliary[A[j]]--;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<countingSort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%edi
add    $0x1,%edi
mov    $0x4,%esi
call   1030 <calloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movl   $0x1,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     1174 <countingSort+0x64>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1141 <countingSort+0x31>
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     11bb <countingSort+0xab>
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    117b <countingSort+0x6b>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x20(%rbp)
jle    1218 <countingSort+0x108>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x20(%rbp),%rdi
movslq (%rsi,%rdi,4),%rsi
movslq (%rcx,%rsi,4),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0xffffffff,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    11c1 <countingSort+0xb1>
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<countingSort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %ecx,%r15d
mov    %edx,%r13d
mov    %rsi,%r14
mov    %rdi,%rbx
lea    0x1(%r13),%r12d
mov    %r12d,%edi
mov    $0x4,%esi
call   1030 <calloc@plt>
mov    %r15d,%ecx
test   %r15d,%r15d
jle    11b1 <countingSort+0xa1>
lea    -0x1(%rcx),%rdi
mov    %ecx,%edx
and    $0x3,%edx
mov    $0x1,%esi
cmp    $0x3,%rdi
jb     1191 <countingSort+0x81>
mov    %ecx,%edi
and    $0xfffffffc,%edi
xor    %esi,%esi
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq 0x4(%rbx,%rsi,4),%rbp
addl   $0x1,(%rax,%rbp,4)
movslq 0x8(%rbx,%rsi,4),%rbp
addl   $0x1,(%rax,%rbp,4)
movslq 0xc(%rbx,%rsi,4),%rbp
addl   $0x1,(%rax,%rbp,4)
movslq 0x10(%rbx,%rsi,4),%rbp
addl   $0x1,(%rax,%rbp,4)
add    $0x4,%rsi
cmp    %rsi,%rdi
jne    1160 <countingSort+0x50>
add    $0x1,%rsi
test   %rdx,%rdx
je     11b1 <countingSort+0xa1>
lea    (%rbx,%rsi,4),%rsi
xor    %edi,%edi
nopl   0x0(%rax)
movslq (%rsi,%rdi,4),%rbp
addl   $0x1,(%rax,%rbp,4)
add    $0x1,%rdi
cmp    %rdi,%rdx
jne    11a0 <countingSort+0x90>
test   %r13d,%r13d
jle    122f <countingSort+0x11f>
mov    %r12d,%r8d
mov    (%rax),%edx
lea    -0x1(%r8),%rsi
add    $0xfffffffffffffffe,%r8
mov    %esi,%ebp
and    $0x3,%ebp
mov    $0x1,%edi
cmp    $0x3,%r8
jb     120d <countingSort+0xfd>
and    $0xfffffffffffffffc,%rsi
xor    %edi,%edi
nopl   0x0(%rax)
add    0x4(%rax,%rdi,4),%edx
mov    %edx,0x4(%rax,%rdi,4)
add    0x8(%rax,%rdi,4),%edx
mov    %edx,0x8(%rax,%rdi,4)
add    0xc(%rax,%rdi,4),%edx
mov    %edx,0xc(%rax,%rdi,4)
add    0x10(%rax,%rdi,4),%edx
mov    %edx,0x10(%rax,%rdi,4)
add    $0x4,%rdi
cmp    %rdi,%rsi
jne    11e0 <countingSort+0xd0>
add    $0x1,%rdi
test   %rbp,%rbp
je     122f <countingSort+0x11f>
lea    (%rax,%rdi,4),%rsi
xor    %edi,%edi
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    (%rsi,%rdi,4),%edx
mov    %edx,(%rsi,%rdi,4)
add    $0x1,%rdi
cmp    %rdi,%rbp
jne    1220 <countingSort+0x110>
test   %r15d,%r15d
jle    1296 <countingSort+0x186>
test   $0x1,%cl
je     1251 <countingSort+0x141>
movslq (%rbx,%rcx,4),%rdx
movslq (%rax,%rdx,4),%rsi
mov    %edx,(%r14,%rsi,4)
movslq (%rbx,%rcx,4),%rdx
addl   $0xffffffff,(%rax,%rdx,4)
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
cmp    $0x1,%r15d
je     1296 <countingSort+0x186>
add    $0x1,%rcx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq -0x4(%rbx,%rcx,4),%rdx
movslq (%rax,%rdx,4),%rsi
mov    %edx,(%r14,%rsi,4)
movslq -0x4(%rbx,%rcx,4),%rdx
addl   $0xffffffff,(%rax,%rdx,4)
movslq -0x8(%rbx,%rcx,4),%rdx
movslq (%rax,%rdx,4),%rsi
mov    %edx,(%r14,%rsi,4)
movslq -0x8(%rbx,%rcx,4),%rdx
addl   $0xffffffff,(%rax,%rdx,4)
add    $0xfffffffffffffffe,%rcx
cmp    $0x1,%rcx
ja     1260 <countingSort+0x150>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @countingSort(i32* nocapture %0, i32* nocapture writeonly %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = add i32 %2, 1
%6 = tail call i64 @calloc(i32 %5, i32 4)
%7 = inttoptr i64 %6 to i32*
%8 = icmp slt i32 %3, 1
br i1 %8, label %33, label %9
9: ; preds = %4
%10 = add nuw i32 %3, 1
%11 = zext i32 %10 to i64
%12 = add nsw i64 %11, -1
%13 = add nsw i64 %11, -2
%14 = and i64 %12, 3
%15 = icmp ult i64 %13, 3
br i1 %15, label %18, label %16
16: ; preds = %9
%17 = and i64 %12, -4
br label %44
18: ; preds = %44, %9
%19 = phi i64 [ 1, %9 ], [ %74, %44 ]
%20 = icmp eq i64 %14, 0
br i1 %20, label %33, label %21
21: ; preds = %18, %21
%22 = phi i64 [ %30, %21 ], [ %19, %18 ]
%23 = phi i64 [ %31, %21 ], [ 0, %18 ]
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %22
%25 = load i32, i32* %24
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
%29 = add nsw i32 %28, 1
store i32 %29, i32* %27
%30 = add nuw nsw i64 %22, 1
%31 = add i64 %23, 1
%32 = icmp eq i64 %31, %14
br i1 %32, label %33, label %21
33: ; preds = %18, %21, %4
%34 = icmp slt i32 %2, 1
br i1 %34, label %91, label %35
35: ; preds = %33
%36 = zext i32 %5 to i64
%37 = load i32, i32* %7
%38 = add nsw i64 %36, -1
%39 = add nsw i64 %36, -2
%40 = and i64 %38, 3
%41 = icmp ult i64 %39, 3
br i1 %41, label %77, label %42
42: ; preds = %35
%43 = and i64 %38, -4
br label %114
44: ; preds = %44, %16
%45 = phi i64 [ 1, %16 ], [ %74, %44 ]
%46 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %75, %44 ]
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %45
%48 = load i32, i32* %47
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %49
%51 = load i32, i32* %50
%52 = add nsw i32 %51, 1
store i32 %52, i32* %50
%53 = add nuw nsw i64 %45, 1
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %53
%55 = load i32, i32* %54
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
%59 = add nsw i32 %58, 1
store i32 %59, i32* %57
%60 = add nuw nsw i64 %45, 2
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %60
%62 = load i32, i32* %61
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %63
%65 = load i32, i32* %64
%66 = add nsw i32 %65, 1
store i32 %66, i32* %64
%67 = add nuw nsw i64 %45, 3
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %67
%69 = load i32, i32* %68
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %70
%72 = load i32, i32* %71
%73 = add nsw i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %71
%74 = add nuw nsw i64 %45, 4
%75 = add i64 %46, 4
%76 = icmp eq i64 %75, %17
br i1 %76, label %18, label %44
77: ; preds = %114, %35
%78 = phi i32 [ %37, %35 ], [ %132, %114 ]
%79 = phi i64 [ 1, %35 ], [ %133, %114 ]
%80 = icmp eq i64 %40, 0
br i1 %80, label %91, label %81
81: ; preds = %77, %81
%82 = phi i32 [ %87, %81 ], [ %78, %77 ]
%83 = phi i64 [ %88, %81 ], [ %79, %77 ]
%84 = phi i64 [ %89, %81 ], [ 0, %77 ]
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %83
%86 = load i32, i32* %85
%87 = add nsw i32 %82, %86
store i32 %87, i32* %85
%88 = add nuw nsw i64 %83, 1
%89 = add i64 %84, 1
%90 = icmp eq i64 %89, %40
br i1 %90, label %91, label %81
91: ; preds = %77, %81, %33
%92 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %92, label %93, label %165
93: ; preds = %91
%94 = zext i32 %3 to i64
%95 = and i64 %94, 1
%96 = icmp eq i64 %95, 0
br i1 %96, label %111, label %97
97: ; preds = %93
%98 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %94
%99 = load i32, i32* %98
%100 = sext i32 %99 to i64
%101 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %100
%102 = load i32, i32* %101
%103 = sext i32 %102 to i64
%104 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %103
store i32 %99, i32* %104
%105 = load i32, i32* %98
%106 = sext i32 %105 to i64
%107 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %106
%108 = load i32, i32* %107
%109 = add nsw i32 %108, -1
store i32 %109, i32* %107
%110 = add nsw i64 %94, -1
br label %111
111: ; preds = %97, %93
%112 = phi i64 [ %94, %93 ], [ %110, %97 ]
%113 = icmp eq i32 %3, 1
br i1 %113, label %165, label %136
114: ; preds = %114, %42
%115 = phi i32 [ %37, %42 ], [ %132, %114 ]
%116 = phi i64 [ 1, %42 ], [ %133, %114 ]
%117 = phi i64 [ 0, %42 ], [ %134, %114 ]
%118 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %116
%119 = load i32, i32* %118
%120 = add nsw i32 %115, %119
store i32 %120, i32* %118
%121 = add nuw nsw i64 %116, 1
%122 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %121
%123 = load i32, i32* %122
%124 = add nsw i32 %120, %123
store i32 %124, i32* %122
%125 = add nuw nsw i64 %116, 2
%126 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %125
%127 = load i32, i32* %126
%128 = add nsw i32 %124, %127
store i32 %128, i32* %126
%129 = add nuw nsw i64 %116, 3
%130 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %129
%131 = load i32, i32* %130
%132 = add nsw i32 %128, %131
store i32 %132, i32* %130
%133 = add nuw nsw i64 %116, 4
%134 = add i64 %117, 4
%135 = icmp eq i64 %134, %43
br i1 %135, label %77, label %114
136: ; preds = %111, %136
%137 = phi i64 [ %163, %136 ], [ %112, %111 ]
%138 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %137
%139 = load i32, i32* %138
%140 = sext i32 %139 to i64
%141 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %140
%142 = load i32, i32* %141
%143 = sext i32 %142 to i64
%144 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %143
store i32 %139, i32* %144
%145 = load i32, i32* %138
%146 = sext i32 %145 to i64
%147 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %146
%148 = load i32, i32* %147
%149 = add nsw i32 %148, -1
store i32 %149, i32* %147
%150 = add nsw i64 %137, -1
%151 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %150
%152 = load i32, i32* %151
%153 = sext i32 %152 to i64
%154 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %153
%155 = load i32, i32* %154
%156 = sext i32 %155 to i64
%157 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %156
store i32 %152, i32* %157
%158 = load i32, i32* %151
%159 = sext i32 %158 to i64
%160 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %159
%161 = load i32, i32* %160
%162 = add nsw i32 %161, -1
store i32 %162, i32* %160
%163 = add nsw i64 %137, -2
%164 = icmp ugt i64 %150, 1
br i1 %164, label %136, label %165
165: ; preds = %111, %136, %91
ret void
}