int primes(char *p, int *q, int N) {
  int n, k, c = 0;
  for (n = 0; n < N; n++) {
    p[n] = 1;
  }
  p[0] = p[1] = 0;
  for (n = 2; n * n < N; n++) {
    if (p[n])
      for (k = n; (k += n) < N; p[k] = 0)
        ;
  }
  for (n = 0; n < N; n++) {
    if (p[n])
      q[c++] = n;
  }
  return c;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<primes>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1143 <primes+0x43>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
movb   $0x1,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    111d <primes+0x1d>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movb   $0x0,0x1(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movb   $0x0,(%rax)
movl   $0x2,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
imul   -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11c1 <primes+0xc1>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
cmpb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
je     11ae <primes+0xae>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11a9 <primes+0xa9>
jmp    1198 <primes+0x98>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
jmp    1181 <primes+0x81>
jmp    11ae <primes+0xae>
jmp    11b3 <primes+0xb3>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1159 <primes+0x59>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1211 <primes+0x111>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
cmpb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
je     11fe <primes+0xfe>
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x20(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1203 <primes+0x103>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11c8 <primes+0xc8>
mov    -0x20(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<primes>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
mov    %rdi,%rbx
test   %edx,%edx
jle    118d <primes+0x7d>
mov    %edx,%ebp
mov    %rsi,%r14
mov    %edx,%r15d
mov    %rbx,%rdi
mov    $0x1,%esi
mov    %r15,%rdx
call   1030 <memset@plt>
movw   $0x0,(%rbx)
cmp    $0x5,%ebp
jb     1198 <primes+0x88>
mov    $0x4,%eax
mov    $0x2,%ecx
jmp    1161 <primes+0x51>
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%rcx
mov    %ecx,%edx
imul   %ecx,%edx
add    $0x2,%rax
cmp    %ebp,%edx
jge    1194 <primes+0x84>
cmpb   $0x0,(%rbx,%rcx,1)
je     1150 <primes+0x40>
lea    (%rcx,%rcx,1),%edx
cmp    %ebp,%edx
jge    1150 <primes+0x40>
mov    %rax,%rdx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movb   $0x0,(%rbx,%rdx,1)
add    %rcx,%rdx
cmp    %ebp,%edx
jl     1180 <primes+0x70>
jmp    1150 <primes+0x40>
movw   $0x0,(%rbx)
jmp    11b9 <primes+0xa9>
test   %ebp,%ebp
jle    11b9 <primes+0xa9>
cmp    $0x1,%ebp
jne    11c6 <primes+0xb6>
xor    %ecx,%ecx
xor    %eax,%eax
test   $0x1,%r15b
je     11bb <primes+0xab>
cmpb   $0x0,(%rbx,%rcx,1)
je     11bb <primes+0xab>
movslq %eax,%rdx
add    $0x1,%eax
mov    %ecx,(%r14,%rdx,4)
jmp    11bb <primes+0xab>
xor    %eax,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %r15d,%edx
and    $0xfffffffe,%edx
xor    %ecx,%ecx
xor    %eax,%eax
jmp    11e9 <primes+0xd9>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    $0x2,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
je     11a1 <primes+0x91>
cmpb   $0x0,(%rbx,%rcx,1)
je     11f9 <primes+0xe9>
movslq %eax,%rsi
add    $0x1,%eax
mov    %ecx,(%r14,%rsi,4)
cmpb   $0x0,0x1(%rbx,%rcx,1)
je     11e0 <primes+0xd0>
movslq %eax,%rsi
add    $0x1,%eax
lea    0x1(%rcx),%edi
mov    %edi,(%r14,%rsi,4)
jmp    11e0 <primes+0xd0>

LLVM IR (-O0):
define i32 @primes(i8* %0, i32* %1, i32 %2) {
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i8* %0, i8** %4
store i32* %1, i32** %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 0, i32* %9
store i32 0, i32* %7
br label %10
10: ; preds = %19, %3
%11 = load i32, i32* %7
%12 = load i32, i32* %6
%13 = icmp slt i32 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %22
14: ; preds = %10
%15 = load i8*, i8** %4
%16 = load i32, i32* %7
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = getelementptr inbounds i8, i8* %15, i64 %17
store i8 1, i8* %18
br label %19
19: ; preds = %14
%20 = load i32, i32* %7
%21 = add nsw i32 %20, 1
store i32 %21, i32* %7
br label %10
22: ; preds = %10
%23 = load i8*, i8** %4
%24 = getelementptr inbounds i8, i8* %23, i64 1
store i8 0, i8* %24
%25 = load i8*, i8** %4
%26 = getelementptr inbounds i8, i8* %25, i64 0
store i8 0, i8* %26
store i32 2, i32* %7
br label %27
27: ; preds = %56, %22
%28 = load i32, i32* %7
%29 = load i32, i32* %7
%30 = mul nsw i32 %28, %29
%31 = load i32, i32* %6
%32 = icmp slt i32 %30, %31
br i1 %32, label %33, label %59
33: ; preds = %27
%34 = load i8*, i8** %4
%35 = load i32, i32* %7
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i8, i8* %34, i64 %36
%38 = load i8, i8* %37
%39 = icmp ne i8 %38, 0
br i1 %39, label %40, label %55
40: ; preds = %33
%41 = load i32, i32* %7
store i32 %41, i32* %8
br label %42
42: ; preds = %49, %40
%43 = load i32, i32* %7
%44 = load i32, i32* %8
%45 = add nsw i32 %44, %43
store i32 %45, i32* %8
%46 = load i32, i32* %6
%47 = icmp slt i32 %45, %46
br i1 %47, label %48, label %54
48: ; preds = %42
br label %49
49: ; preds = %48
%50 = load i8*, i8** %4
%51 = load i32, i32* %8
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i8, i8* %50, i64 %52
store i8 0, i8* %53
br label %42
54: ; preds = %42
br label %55
55: ; preds = %54, %33
br label %56
56: ; preds = %55
%57 = load i32, i32* %7
%58 = add nsw i32 %57, 1
store i32 %58, i32* %7
br label %27
59: ; preds = %27
store i32 0, i32* %7
br label %60
60: ; preds = %79, %59
%61 = load i32, i32* %7
%62 = load i32, i32* %6
%63 = icmp slt i32 %61, %62
br i1 %63, label %64, label %82
64: ; preds = %60
%65 = load i8*, i8** %4
%66 = load i32, i32* %7
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i8, i8* %65, i64 %67
%69 = load i8, i8* %68
%70 = icmp ne i8 %69, 0
br i1 %70, label %71, label %78
71: ; preds = %64
%72 = load i32, i32* %7
%73 = load i32*, i32** %5
%74 = load i32, i32* %9
%75 = add nsw i32 %74, 1
store i32 %75, i32* %9
%76 = sext i32 %74 to i64
%77 = getelementptr inbounds i32, i32* %73, i64 %76
store i32 %72, i32* %77
br label %78
78: ; preds = %71, %64
br label %79
79: ; preds = %78
%80 = load i32, i32* %7
%81 = add nsw i32 %80, 1
store i32 %81, i32* %7
br label %60
82: ; preds = %60
%83 = load i32, i32* %9
ret i32 %83
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @primes(i8* nocapture %0, i32* nocapture writeonly %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %4, label %7, label %5
5: ; preds = %3
%6 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 1
store i8 0, i8* %6
store i8 0, i8* %0
br label %82
7: ; preds = %3
%8 = zext i32 %2 to i64
%9 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 1
store i8 0, i8* %9
store i8 0, i8* %0
%10 = icmp ugt i32 %2, 4
br i1 %10, label %18, label %12
11: ; preds = %34
br i1 %4, label %12, label %82
12: ; preds = %7, %11
%13 = zext i32 %2 to i64
%14 = and i64 %13, 1
%15 = icmp eq i32 %2, 1
br i1 %15, label %68, label %16
16: ; preds = %12
%17 = and i64 %13, 4294967294
br label %40
18: ; preds = %7, %34
%19 = phi i64 [ %35, %34 ], [ 2, %7 ]
%20 = phi i64 [ %39, %34 ], [ 4, %7 ]
%21 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %19
%22 = load i8, i8* %21
%23 = icmp ne i8 %22, 0
%24 = trunc i64 %19 to i32
%25 = shl i32 %24, 1
%26 = icmp slt i32 %25, %2
%27 = select i1 %23, i1 %26, i1 false
br i1 %27, label %28, label %34
28: ; preds = %18, %28
%29 = phi i64 [ %31, %28 ], [ %20, %18 ]
%30 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %29
store i8 0, i8* %30
%31 = add i64 %29, %19
%32 = trunc i64 %31 to i32
%33 = icmp slt i32 %32, %2
br i1 %33, label %28, label %34
34: ; preds = %28, %18
%35 = add nuw i64 %19, 1
%36 = trunc i64 %35 to i32
%37 = mul nsw i32 %36, %36
%38 = icmp slt i32 %37, %2
%39 = add i64 %20, 2
br i1 %38, label %18, label %11
40: ; preds = %63, %16
%41 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %65, %63 ]
%42 = phi i32 [ 0, %16 ], [ %64, %63 ]
%43 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %66, %63 ]
%44 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %41
%45 = load i8, i8* %44
%46 = icmp eq i8 %45, 0
br i1 %46, label %52, label %47
47: ; preds = %40
%48 = add nsw i32 %42, 1
%49 = sext i32 %42 to i64
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %49
%51 = trunc i64 %41 to i32
store i32 %51, i32* %50
br label %52
52: ; preds = %40, %47
%53 = phi i32 [ %48, %47 ], [ %42, %40 ]
%54 = or i64 %41, 1
%55 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %54
%56 = load i8, i8* %55
%57 = icmp eq i8 %56, 0
br i1 %57, label %63, label %58
58: ; preds = %52
%59 = add nsw i32 %53, 1
%60 = sext i32 %53 to i64
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %60
%62 = trunc i64 %54 to i32
store i32 %62, i32* %61
br label %63
63: ; preds = %58, %52
%64 = phi i32 [ %59, %58 ], [ %53, %52 ]
%65 = add nuw nsw i64 %41, 2
%66 = add i64 %43, 2
%67 = icmp eq i64 %66, %17
br i1 %67, label %68, label %40
68: ; preds = %63, %12
%69 = phi i32 [ undef, %12 ], [ %64, %63 ]
%70 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %65, %63 ]
%71 = phi i32 [ 0, %12 ], [ %64, %63 ]
%72 = icmp eq i64 %14, 0
br i1 %72, label %82, label %73
73: ; preds = %68
%74 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %70
%75 = load i8, i8* %74
%76 = icmp eq i8 %75, 0
br i1 %76, label %82, label %77
77: ; preds = %73
%78 = add nsw i32 %71, 1
%79 = sext i32 %71 to i64
%80 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %79
%81 = trunc i64 %70 to i32
store i32 %81, i32* %80
br label %82
82: ; preds = %68, %77, %73, %5, %11
%83 = phi i32 [ 0, %11 ], [ 0, %5 ], [ %69, %68 ], [ %78, %77 ], [ %71, %73 ]
ret i32 %83
}