void Bucket_Sort(int array[], int n) {
  int i, j;
  int count[n];
  for (i = 0; i < n; i++)
    count[i] = 0;
  for (i = 0; i < n; i++)
    (count[array[i]])++;
  for (i = 0, j = 0; i < n; i++)
    for (; count[i] > 0; (count[i])--)
      array[j++] = i;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<Bucket_Sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%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,-0x30(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1166 <Bucket_Sort+0x66>
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    113d <Bucket_Sort+0x3d>
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11a0 <Bucket_Sort+0xa0>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x10(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    116d <Bucket_Sort+0x6d>
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1212 <Bucket_Sort+0x112>
jmp    11bf <Bucket_Sort+0xbf>
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jle    11ff <Bucket_Sort+0xff>
mov    -0x10(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x14(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0xffffffff,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    11bf <Bucket_Sort+0xbf>
jmp    1204 <Bucket_Sort+0x104>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    11ae <Bucket_Sort+0xae>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<Bucket_Sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %esi,%r12d
mov    %rsp,%r14
lea    0xf(,%r12,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
sub    %rax,%r14
mov    %r14,%rsp
test   %esi,%esi
jle    1306 <Bucket_Sort+0x1f6>
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%r13
lea    0x0(,%r12,4),%rdx
xor    %ebx,%ebx
mov    %r14,%rdi
xor    %esi,%esi
call   1030 <memset@plt>
lea    -0x1(%r12),%rcx
mov    %r12d,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rcx
jb     11b1 <Bucket_Sort+0xa1>
mov    %r12d,%ecx
and    $0xfffffffc,%ecx
xor    %ebx,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq 0x0(%r13,%rbx,4),%rdx
addl   $0x1,(%r14,%rdx,4)
movslq 0x4(%r13,%rbx,4),%rdx
addl   $0x1,(%r14,%rdx,4)
movslq 0x8(%r13,%rbx,4),%rdx
addl   $0x1,(%r14,%rdx,4)
movslq 0xc(%r13,%rbx,4),%rdx
addl   $0x1,(%r14,%rdx,4)
add    $0x4,%rbx
cmp    %rbx,%rcx
jne    1180 <Bucket_Sort+0x70>
test   %rax,%rax
je     11e2 <Bucket_Sort+0xd2>
lea    0x0(,%rbx,4),%rcx
add    %r13,%rcx
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movslq (%rcx,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%r14,%rsi,4)
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rax
jne    11d0 <Bucket_Sort+0xc0>
test   %r15d,%r15d
jle    1306 <Bucket_Sort+0x1f6>
lea    0x70(%r13),%r8
lea    0x10(%r13),%r9
xor    %edx,%edx
xor    %esi,%esi
jmp    1213 <Bucket_Sort+0x103>
nopl   0x0(%rax)
xor    %edi,%edi
mov    %edi,(%r14,%rdx,4)
add    $0x1,%rdx
cmp    %r12,%rdx
je     1306 <Bucket_Sort+0x1f6>
mov    (%r14,%rdx,4),%edi
test   %edi,%edi
jle    1202 <Bucket_Sort+0xf2>
movslq %esi,%rsi
lea    -0x1(%rdi),%r11d
cmp    $0x7,%r11d
jb     12e3 <Bucket_Sort+0x1d3>
add    $0x1,%r11
mov    %r11,%r10
and    $0xfffffffffffffff8,%r10
movd   %edx,%xmm0
pshufd $0x0,%xmm0,%xmm0
lea    -0x8(%r10),%rax
mov    %rax,%rcx
shr    $0x3,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %ecx,%r15d
and    $0x3,%r15d
cmp    $0x18,%rax
jae    1260 <Bucket_Sort+0x150>
xor    %eax,%eax
jmp    12a9 <Bucket_Sort+0x199>
and    $0xfffffffffffffffc,%rcx
lea    (%r8,%rsi,4),%rbx
xor    %eax,%eax
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movdqu %xmm0,-0x70(%rbx,%rax,4)
movdqu %xmm0,-0x60(%rbx,%rax,4)
movdqu %xmm0,-0x50(%rbx,%rax,4)
movdqu %xmm0,-0x40(%rbx,%rax,4)
movdqu %xmm0,-0x30(%rbx,%rax,4)
movdqu %xmm0,-0x20(%rbx,%rax,4)
movdqu %xmm0,-0x10(%rbx,%rax,4)
movdqu %xmm0,(%rbx,%rax,4)
add    $0x20,%rax
add    $0xfffffffffffffffc,%rcx
jne    1270 <Bucket_Sort+0x160>
test   %r15,%r15
je     12d4 <Bucket_Sort+0x1c4>
add    %rsi,%rax
lea    (%r9,%rax,4),%rax
shl    $0x5,%r15
xor    %ecx,%ecx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movdqu %xmm0,-0x10(%rax,%rcx,1)
movdqu %xmm0,(%rax,%rcx,1)
add    $0x20,%rcx
cmp    %rcx,%r15
jne    12c0 <Bucket_Sort+0x1b0>
add    %r10,%rsi
cmp    %r10,%r11
je     1200 <Bucket_Sort+0xf0>
sub    %r10d,%edi
add    $0x1,%edi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    %edx,0x0(%r13,%rsi,4)
add    $0x1,%rsi
add    $0xffffffff,%edi
cmp    $0x1,%edi
ja     12f0 <Bucket_Sort+0x1e0>
jmp    1200 <Bucket_Sort+0xf0>
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @Bucket_Sort(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
%9 = load i32, i32* %4
%10 = zext i32 %9 to i64
%11 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %11, i8** %7
%12 = alloca i32, i64 %10
store i64 %10, i64* %8
store i32 0, i32* %5
br label %13
13: ; preds = %21, %2
%14 = load i32, i32* %5
%15 = load i32, i32* %4
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %24
17: ; preds = %13
%18 = load i32, i32* %5
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %19
store i32 0, i32* %20
br label %21
21: ; preds = %17
%22 = load i32, i32* %5
%23 = add nsw i32 %22, 1
store i32 %23, i32* %5
br label %13
24: ; preds = %13
store i32 0, i32* %5
br label %25
25: ; preds = %39, %24
%26 = load i32, i32* %5
%27 = load i32, i32* %4
%28 = icmp slt i32 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %42
29: ; preds = %25
%30 = load i32*, i32** %3
%31 = load i32, i32* %5
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = add nsw i32 %37, 1
store i32 %38, i32* %36
br label %39
39: ; preds = %29
%40 = load i32, i32* %5
%41 = add nsw i32 %40, 1
store i32 %41, i32* %5
br label %25
42: ; preds = %25
store i32 0, i32* %5
store i32 0, i32* %6
br label %43
43: ; preds = %68, %42
%44 = load i32, i32* %5
%45 = load i32, i32* %4
%46 = icmp slt i32 %44, %45
br i1 %46, label %47, label %71
47: ; preds = %43
br label %48
48: ; preds = %61, %47
%49 = load i32, i32* %5
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %50
%52 = load i32, i32* %51
%53 = icmp sgt i32 %52, 0
br i1 %53, label %54, label %67
54: ; preds = %48
%55 = load i32, i32* %5
%56 = load i32*, i32** %3
%57 = load i32, i32* %6
%58 = add nsw i32 %57, 1
store i32 %58, i32* %6
%59 = sext i32 %57 to i64
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %56, i64 %59
store i32 %55, i32* %60
br label %61
61: ; preds = %54
%62 = load i32, i32* %5
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %63
%65 = load i32, i32* %64
%66 = add nsw i32 %65, -1
store i32 %66, i32* %64
br label %48
67: ; preds = %48
br label %68
68: ; preds = %67
%69 = load i32, i32* %5
%70 = add nsw i32 %69, 1
store i32 %70, i32* %5
br label %43
71: ; preds = %43
%72 = load i8*, i8** %7
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @Bucket_Sort(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = zext i32 %1 to i64
%4 = alloca i32, i64 %3
%5 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %5, label %6, label %155
6: ; preds = %2
%7 = bitcast i32* %4 to i8*
%8 = shl nuw nsw i64 %3, 2
%9 = add nsw i64 %3, -1
%10 = and i64 %3, 3
%11 = icmp ult i64 %9, 3
br i1 %11, label %14, label %12
12: ; preds = %6
%13 = and i64 %3, 4294967292
br label %30
14: ; preds = %30, %6
%15 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %60, %30 ]
%16 = icmp eq i64 %10, 0
br i1 %16, label %29, label %17
17: ; preds = %14, %17
%18 = phi i64 [ %26, %17 ], [ %15, %14 ]
%19 = phi i64 [ %27, %17 ], [ 0, %14 ]
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %18
%21 = load i32, i32* %20
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %22
%24 = load i32, i32* %23
%25 = add nsw i32 %24, 1
store i32 %25, i32* %23
%26 = add nuw nsw i64 %18, 1
%27 = add i64 %19, 1
%28 = icmp eq i64 %27, %10
br i1 %28, label %29, label %17
29: ; preds = %17, %14
br i1 %5, label %63, label %155
30: ; preds = %30, %12
%31 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %60, %30 ]
%32 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %61, %30 ]
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %31
%34 = load i32, i32* %33
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = add nsw i32 %37, 1
store i32 %38, i32* %36
%39 = or i64 %31, 1
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %39
%41 = load i32, i32* %40
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
%45 = add nsw i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %43
%46 = or i64 %31, 2
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %49
%51 = load i32, i32* %50
%52 = add nsw i32 %51, 1
store i32 %52, i32* %50
%53 = or i64 %31, 3
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %53
%55 = load i32, i32* %54
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
%59 = add nsw i32 %58, 1
store i32 %59, i32* %57
%60 = add nuw nsw i64 %31, 4
%61 = add i64 %32, 4
%62 = icmp eq i64 %61, %13
br i1 %62, label %14, label %30
63: ; preds = %29, %150
%64 = phi i64 [ %153, %150 ], [ 0, %29 ]
%65 = phi i32 [ %152, %150 ], [ 0, %29 ]
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %64
%67 = load i32, i32* %66
%68 = icmp sgt i32 %67, 0
br i1 %68, label %69, label %150
69: ; preds = %63
%70 = sext i32 %65 to i64
%71 = trunc i64 %64 to i32
%72 = add i32 %67, -1
%73 = zext i32 %72 to i64
%74 = add nuw nsw i64 %73, 1
%75 = icmp ult i32 %72, 7
br i1 %75, label %137, label %76
76: ; preds = %69
%77 = and i64 %74, 8589934584
%78 = add nsw i64 %77, %70
%79 = trunc i64 %77 to i32
%80 = sub i32 %67, %79
%81 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %71, i64 0
%82 = shufflevector <4 x i32> %81, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%83 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %71, i64 0
%84 = shufflevector <4 x i32> %83, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%85 = add nsw i64 %77, -8
%86 = lshr exact i64 %85, 3
%87 = add nuw nsw i64 %86, 1
%88 = and i64 %87, 3
%89 = icmp ult i64 %85, 24
br i1 %89, label %121, label %90
90: ; preds = %76
%91 = and i64 %87, 4611686018427387900
br label %92
92: ; preds = %92, %90
%93 = phi i64 [ 0, %90 ], [ %118, %92 ]
%94 = phi i64 [ 0, %90 ], [ %119, %92 ]
%95 = add i64 %93, %70
%96 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %95
%97 = bitcast i32* %96 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %82, <4 x i32>* %97
%98 = getelementptr inbounds i32, i32* %96, i64 4
%99 = bitcast i32* %98 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %84, <4 x i32>* %99
%100 = or i64 %93, 8
%101 = add i64 %100, %70
%102 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %101
%103 = bitcast i32* %102 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %82, <4 x i32>* %103
%104 = getelementptr inbounds i32, i32* %102, i64 4
%105 = bitcast i32* %104 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %84, <4 x i32>* %105
%106 = or i64 %93, 16
%107 = add i64 %106, %70
%108 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %107
%109 = bitcast i32* %108 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %82, <4 x i32>* %109
%110 = getelementptr inbounds i32, i32* %108, i64 4
%111 = bitcast i32* %110 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %84, <4 x i32>* %111
%112 = or i64 %93, 24
%113 = add i64 %112, %70
%114 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %113
%115 = bitcast i32* %114 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %82, <4 x i32>* %115
%116 = getelementptr inbounds i32, i32* %114, i64 4
%117 = bitcast i32* %116 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %84, <4 x i32>* %117
%118 = add nuw i64 %93, 32
%119 = add i64 %94, 4
%120 = icmp eq i64 %119, %91
br i1 %120, label %121, label %92
121: ; preds = %92, %76
%122 = phi i64 [ 0, %76 ], [ %118, %92 ]
%123 = icmp eq i64 %88, 0
br i1 %123, label %135, label %124
124: ; preds = %121, %124
%125 = phi i64 [ %132, %124 ], [ %122, %121 ]
%126 = phi i64 [ %133, %124 ], [ 0, %121 ]
%127 = add i64 %125, %70
%128 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %127
%129 = bitcast i32* %128 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %82, <4 x i32>* %129
%130 = getelementptr inbounds i32, i32* %128, i64 4
%131 = bitcast i32* %130 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %84, <4 x i32>* %131
%132 = add nuw i64 %125, 8
%133 = add i64 %126, 1
%134 = icmp eq i64 %133, %88
br i1 %134, label %135, label %124
135: ; preds = %124, %121
%136 = icmp eq i64 %74, %77
br i1 %136, label %147, label %137
137: ; preds = %69, %135
%138 = phi i64 [ %70, %69 ], [ %78, %135 ]
%139 = phi i32 [ %67, %69 ], [ %80, %135 ]
br label %140
140: ; preds = %137, %140
%141 = phi i64 [ %143, %140 ], [ %138, %137 ]
%142 = phi i32 [ %145, %140 ], [ %139, %137 ]
%143 = add nsw i64 %141, 1
%144 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %141
store i32 %71, i32* %144
%145 = add nsw i32 %142, -1
%146 = icmp ugt i32 %142, 1
br i1 %146, label %140, label %147
147: ; preds = %140, %135
%148 = phi i64 [ %78, %135 ], [ %143, %140 ]
%149 = trunc i64 %148 to i32
br label %150
150: ; preds = %147, %63
%151 = phi i32 [ %67, %63 ], [ 0, %147 ]
%152 = phi i32 [ %65, %63 ], [ %149, %147 ]
store i32 %151, i32* %66
%153 = add nuw nsw i64 %64, 1
%154 = icmp eq i64 %153, %3
br i1 %154, label %155, label %63
155: ; preds = %150, %2, %29
ret void
}