#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 */
typedef int uint;

/* Variables and functions */
void radixsort_pair(uint *comp, int *data, uint *comp2, int *data2, int n) {
  int shift = 0;
  for (int pass = 0; pass < 4; pass++, shift += 8) {
    int bins[257] = {0};
    for (int i = 0; i < n; i++) {
      bins[((comp[i] >> shift) & 0xff) + 1]++;
    }
    for (int i = 2; i < 256; i++) {
      bins[i] += bins[i - 1];
    }
    for (int i = 0; i < n; i++) {
      int pos = bins[(comp[i] >> shift) & 0xff]++;
      comp2[pos] = comp[i];
      data2[pos] = data[i];
    }
    int *tmpdata = data;
    data = data2;
    data2 = tmpdata;
    uint *tmpcomp = comp;
    comp = comp2;
    comp2 = tmpcomp;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<radixsort_pair>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x450,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8d,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x2c(%rbp)
jge    12f6 <radixsort_pair+0x1e6>
lea    -0x430(%rbp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0x404,%edx
call   1030 <memset@plt>
movl   $0x0,-0x434(%rbp)
mov    -0x434(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    11b5 <radixsort_pair+0xa5>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x434(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
sar    %cl,%eax
and    $0xff,%eax
add    $0x1,%eax
cltq
mov    -0x430(%rbp,%rax,4),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x430(%rbp,%rax,4)
mov    -0x434(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x434(%rbp)
jmp    1164 <radixsort_pair+0x54>
movl   $0x2,-0x438(%rbp)
cmpl   $0x100,-0x438(%rbp)
jge    120a <radixsort_pair+0xfa>
mov    -0x438(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
cltq
mov    -0x430(%rbp,%rax,4),%ecx
movslq -0x438(%rbp),%rax
add    -0x430(%rbp,%rax,4),%ecx
mov    %ecx,-0x430(%rbp,%rax,4)
mov    -0x438(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x438(%rbp)
jmp    11bf <radixsort_pair+0xaf>
movl   $0x0,-0x43c(%rbp)
mov    -0x43c(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    12a3 <radixsort_pair+0x193>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x43c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
sar    %cl,%eax
and    $0xff,%eax
movslq %eax,%rcx
mov    -0x430(%rbp,%rcx,4),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x430(%rbp,%rcx,4)
mov    %eax,-0x440(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x43c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x440(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x43c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x440(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x43c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x43c(%rbp)
jmp    1214 <radixsort_pair+0x104>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x448(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x448(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x450(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x450(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x8,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    113d <radixsort_pair+0x2d>
add    $0x450,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<radixsort_pair>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x428,%rsp
mov    %rcx,%r14
mov    %rdx,%r15
mov    %r8d,0xc(%rsp)
mov    %r8d,%r13d
mov    %r13d,%eax
and    $0xfffffffe,%eax
mov    %rax,0x10(%rsp)
xor    %eax,%eax
xor    %ebx,%ebx
jmp    1160 <radixsort_pair+0x50>
mov    0x18(%rsp),%rax
add    $0x1,%eax
add    $0x8,%ebx
mov    %r15,%rdi
mov    %r14,%rsi
mov    %r12,%r15
mov    %rbp,%r14
cmp    $0x4,%eax
je     1255 <radixsort_pair+0x145>
mov    %rax,0x18(%rsp)
mov    %rsi,%rbp
mov    %rdi,%r12
mov    $0x404,%edx
lea    0x20(%rsp),%rdi
xor    %esi,%esi
call   1030 <memset@plt>
mov    $0x0,%eax
mov    0xc(%rsp),%esi
test   %esi,%esi
mov    0x10(%rsp),%rdi
jle    11e4 <radixsort_pair+0xd4>
xor    %eax,%eax
cmp    $0x1,%esi
je     11ca <radixsort_pair+0xba>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    (%r12,%rax,4),%edx
mov    %ebx,%ecx
sar    %cl,%edx
movzbl %dl,%ecx
addl   $0x1,0x24(%rsp,%rcx,4)
mov    0x4(%r12,%rax,4),%edx
mov    %ebx,%ecx
sar    %cl,%edx
movzbl %dl,%ecx
addl   $0x1,0x24(%rsp,%rcx,4)
add    $0x2,%rax
cmp    %rax,%rdi
jne    11a0 <radixsort_pair+0x90>
test   $0x1,%r13b
je     11e0 <radixsort_pair+0xd0>
mov    (%r12,%rax,4),%eax
mov    %ebx,%ecx
sar    %cl,%eax
movzbl %al,%eax
addl   $0x1,0x24(%rsp,%rax,4)
mov    0x24(%rsp),%eax
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    0x28(%rsp,%rcx,4),%eax
mov    %eax,0x28(%rsp,%rcx,4)
add    0x2c(%rsp,%rcx,4),%eax
mov    %eax,0x2c(%rsp,%rcx,4)
add    $0x2,%rcx
cmp    $0xfe,%rcx
jne    11f0 <radixsort_pair+0xe0>
test   %esi,%esi
jle    1140 <radixsort_pair+0x30>
xor    %eax,%eax
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%r12,%rax,4),%edx
mov    %ebx,%ecx
sar    %cl,%edx
movzbl %dl,%ecx
movslq 0x20(%rsp,%rcx,4),%rdx
lea    0x1(%rdx),%esi
mov    %esi,0x20(%rsp,%rcx,4)
mov    (%r12,%rax,4),%ecx
mov    %ecx,(%r15,%rdx,4)
mov    0x0(%rbp,%rax,4),%ecx
mov    %ecx,(%r14,%rdx,4)
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%r13
jne    1220 <radixsort_pair+0x110>
jmp    1140 <radixsort_pair+0x30>
add    $0x428,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @radixsort_pair(i32* %0, i32* %1, i32* %2, i32* %3, i32 %4) {
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32*
%8 = alloca i32*
%9 = alloca i32*
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca [257 x i32]
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32*
%19 = alloca i32*
store i32* %0, i32** %6
store i32* %1, i32** %7
store i32* %2, i32** %8
store i32* %3, i32** %9
store i32 %4, i32* %10
store i32 0, i32* %11
store i32 0, i32* %12
br label %20
20: ; preds = %110, %5
%21 = load i32, i32* %12
%22 = icmp slt i32 %21, 4
br i1 %22, label %23, label %115
23: ; preds = %20
%24 = bitcast [257 x i32]* %13 to i8*
store i32 0, i32* %14
br label %25
25: ; preds = %43, %23
%26 = load i32, i32* %14
%27 = load i32, i32* %10
%28 = icmp slt i32 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %46
29: ; preds = %25
%30 = load i32*, i32** %6
%31 = load i32, i32* %14
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = load i32, i32* %11
%36 = ashr i32 %34, %35
%37 = and i32 %36, 255
%38 = add nsw i32 %37, 1
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds [257 x i32], [257 x i32]* %13, 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 = %29
%44 = load i32, i32* %14
%45 = add nsw i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %14
br label %25
46: ; preds = %25
store i32 2, i32* %15
br label %47
47: ; preds = %61, %46
%48 = load i32, i32* %15
%49 = icmp slt i32 %48, 256
br i1 %49, label %50, label %64
50: ; preds = %47
%51 = load i32, i32* %15
%52 = sub nsw i32 %51, 1
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds [257 x i32], [257 x i32]* %13, i64 0, i64 %53
%55 = load i32, i32* %54
%56 = load i32, i32* %15
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds [257 x i32], [257 x i32]* %13, 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* %15
%63 = add nsw i32 %62, 1
store i32 %63, i32* %15
br label %47
64: ; preds = %47
store i32 0, i32* %16
br label %65
65: ; preds = %100, %64
%66 = load i32, i32* %16
%67 = load i32, i32* %10
%68 = icmp slt i32 %66, %67
br i1 %68, label %69, label %103
69: ; preds = %65
%70 = load i32*, i32** %6
%71 = load i32, i32* %16
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %70, i64 %72
%74 = load i32, i32* %73
%75 = load i32, i32* %11
%76 = ashr i32 %74, %75
%77 = and i32 %76, 255
%78 = sext i32 %77 to i64
%79 = getelementptr inbounds [257 x i32], [257 x i32]* %13, i64 0, i64 %78
%80 = load i32, i32* %79
%81 = add nsw i32 %80, 1
store i32 %81, i32* %79
store i32 %80, i32* %17
%82 = load i32*, i32** %6
%83 = load i32, i32* %16
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %82, i64 %84
%86 = load i32, i32* %85
%87 = load i32*, i32** %8
%88 = load i32, i32* %17
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds i32, i32* %87, i64 %89
store i32 %86, i32* %90
%91 = load i32*, i32** %7
%92 = load i32, i32* %16
%93 = sext i32 %92 to i64
%94 = getelementptr inbounds i32, i32* %91, i64 %93
%95 = load i32, i32* %94
%96 = load i32*, i32** %9
%97 = load i32, i32* %17
%98 = sext i32 %97 to i64
%99 = getelementptr inbounds i32, i32* %96, i64 %98
store i32 %95, i32* %99
br label %100
100: ; preds = %69
%101 = load i32, i32* %16
%102 = add nsw i32 %101, 1
store i32 %102, i32* %16
br label %65
103: ; preds = %65
%104 = load i32*, i32** %7
store i32* %104, i32** %18
%105 = load i32*, i32** %9
store i32* %105, i32** %7
%106 = load i32*, i32** %18
store i32* %106, i32** %9
%107 = load i32*, i32** %6
store i32* %107, i32** %19
%108 = load i32*, i32** %8
store i32* %108, i32** %6
%109 = load i32*, i32** %19
store i32* %109, i32** %8
br label %110
110: ; preds = %103
%111 = load i32, i32* %12
%112 = add nsw i32 %111, 1
store i32 %112, i32* %12
%113 = load i32, i32* %11
%114 = add nsw i32 %113, 8
store i32 %114, i32* %11
br label %20
115: ; preds = %20
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @radixsort_pair(i32* nocapture %0, i32* nocapture %1, i32* nocapture %2, i32* nocapture %3, i32 %4) {
%6 = alloca [257 x i32]
%7 = bitcast [257 x i32]* %6 to i8*
%8 = icmp sgt i32 %4, 0
%9 = zext i32 %4 to i64
%10 = getelementptr inbounds [257 x i32], [257 x i32]* %6, i64 0, i64 1
%11 = zext i32 %4 to i64
%12 = and i64 %9, 1
%13 = icmp eq i32 %4, 1
%14 = and i64 %9, 4294967294
%15 = icmp eq i64 %12, 0
br label %17
16: ; preds = %79
ret void
17: ; preds = %5, %79
%18 = phi i32* [ %0, %5 ], [ %20, %79 ]
%19 = phi i32* [ %1, %5 ], [ %23, %79 ]
%20 = phi i32* [ %2, %5 ], [ %18, %79 ]
%21 = phi i32 [ 0, %5 ], [ %80, %79 ]
%22 = phi i32 [ 0, %5 ], [ %81, %79 ]
%23 = phi i32* [ %3, %5 ], [ %19, %79 ]
br i1 %8, label %24, label %25
24: ; preds = %17
br i1 %13, label %27, label %41
25: ; preds = %39, %17
%26 = phi i32 [ 0, %17 ], [ %40, %39 ]
br label %67
27: ; preds = %41, %24
%28 = phi i64 [ 0, %24 ], [ %63, %41 ]
br i1 %15, label %39, label %29
29: ; preds = %27
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %28
%31 = load i32, i32* %30
%32 = ashr i32 %31, %22
%33 = and i32 %32, 255
%34 = add nuw nsw i32 %33, 1
%35 = zext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds [257 x i32], [257 x i32]* %6, i64 0, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = add nsw i32 %37, 1
store i32 %38, i32* %36
br label %39
39: ; preds = %27, %29
%40 = load i32, i32* %10
br label %25
41: ; preds = %24, %41
%42 = phi i64 [ %63, %41 ], [ 0, %24 ]
%43 = phi i64 [ %64, %41 ], [ 0, %24 ]
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %42
%45 = load i32, i32* %44
%46 = ashr i32 %45, %22
%47 = and i32 %46, 255
%48 = add nuw nsw i32 %47, 1
%49 = zext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds [257 x i32], [257 x i32]* %6, i64 0, i64 %49
%51 = load i32, i32* %50
%52 = add nsw i32 %51, 1
store i32 %52, i32* %50
%53 = or i64 %42, 1
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %53
%55 = load i32, i32* %54
%56 = ashr i32 %55, %22
%57 = and i32 %56, 255
%58 = add nuw nsw i32 %57, 1
%59 = zext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds [257 x i32], [257 x i32]* %6, i64 0, i64 %59
%61 = load i32, i32* %60
%62 = add nsw i32 %61, 1
store i32 %62, i32* %60
%63 = add nuw nsw i64 %42, 2
%64 = add i64 %43, 2
%65 = icmp eq i64 %64, %14
br i1 %65, label %27, label %41
66: ; preds = %67
br i1 %8, label %83, label %79
67: ; preds = %67, %25
%68 = phi i32 [ %26, %25 ], [ %76, %67 ]
%69 = phi i64 [ 2, %25 ], [ %77, %67 ]
%70 = getelementptr inbounds [257 x i32], [257 x i32]* %6, i64 0, i64 %69
%71 = load i32, i32* %70
%72 = add nsw i32 %71, %68
store i32 %72, i32* %70
%73 = or i64 %69, 1
%74 = getelementptr inbounds [257 x i32], [257 x i32]* %6, i64 0, i64 %73
%75 = load i32, i32* %74
%76 = add nsw i32 %75, %72
store i32 %76, i32* %74
%77 = add nuw nsw i64 %69, 2
%78 = icmp eq i64 %77, 256
br i1 %78, label %66, label %67
79: ; preds = %83, %66
%80 = add nuw nsw i32 %21, 1
%81 = add nuw nsw i32 %22, 8
%82 = icmp eq i32 %80, 4
br i1 %82, label %16, label %17
83: ; preds = %66, %83
%84 = phi i64 [ %99, %83 ], [ 0, %66 ]
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %84
%86 = load i32, i32* %85
%87 = ashr i32 %86, %22
%88 = and i32 %87, 255
%89 = zext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds [257 x i32], [257 x i32]* %6, i64 0, i64 %89
%91 = load i32, i32* %90
%92 = add nsw i32 %91, 1
store i32 %92, i32* %90
%93 = load i32, i32* %85
%94 = sext i32 %91 to i64
%95 = getelementptr inbounds i32, i32* %20, i64 %94
store i32 %93, i32* %95
%96 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 %84
%97 = load i32, i32* %96
%98 = getelementptr inbounds i32, i32* %23, i64 %94
store i32 %97, i32* %98
%99 = add nuw nsw i64 %84, 1
%100 = icmp eq i64 %99, %11
br i1 %100, label %79, label %83
}