void prepareNearestPowerOfTwoSieve(int arr[]) {
  int n = 0, power = 1, exponent = 0;
  for (n = 0; n < 10001; n++) {
    if (n > power) {
      power <<= 1;
      exponent++;
    }
    arr[n] = exponent;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<prepareNearestPowerOfTwoSieve>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
movl   $0x1,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x2711,-0xc(%rbp)
jge    116b <prepareNearestPowerOfTwoSieve+0x6b>
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jle    114f <prepareNearestPowerOfTwoSieve+0x4f>
mov    -0x10(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1124 <prepareNearestPowerOfTwoSieve+0x24>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<prepareNearestPowerOfTwoSieve>:
mov    $0x1,%esi
xor    %r8d,%r8d
xor    %edx,%edx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %esi,%rsi
xor    %ecx,%ecx
cmp    %rsi,%r8
setg   %cl
shl    %cl,%esi
add    %ecx,%edx
mov    %edx,(%rdi,%r8,4)
lea    0x1(%r8),%rax
cmp    $0x2711,%rax
je     1150 <prepareNearestPowerOfTwoSieve+0x50>
movslq %esi,%rsi
lea    -0x1(%rax),%r9
xor    %ecx,%ecx
cmp    %rsi,%r9
setge  %cl
shl    %cl,%esi
add    %ecx,%edx
mov    %edx,0x4(%rdi,%r8,4)
add    $0x1,%rax
mov    %rax,%r8
jmp    1110 <prepareNearestPowerOfTwoSieve+0x10>
ret

LLVM IR (-O0):
define void @prepareNearestPowerOfTwoSieve(i32* %0) {
%2 = alloca i32*
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
store i32* %0, i32** %2
store i32 0, i32* %3
store i32 1, i32* %4
store i32 0, i32* %5
store i32 0, i32* %3
br label %6
6: ; preds = %24, %1
%7 = load i32, i32* %3
%8 = icmp slt i32 %7, 10001
br i1 %8, label %9, label %27
9: ; preds = %6
%10 = load i32, i32* %3
%11 = load i32, i32* %4
%12 = icmp sgt i32 %10, %11
br i1 %12, label %13, label %18
13: ; preds = %9
%14 = load i32, i32* %4
%15 = shl i32 %14, 1
store i32 %15, i32* %4
%16 = load i32, i32* %5
%17 = add nsw i32 %16, 1
store i32 %17, i32* %5
br label %18
18: ; preds = %13, %9
%19 = load i32, i32* %5
%20 = load i32*, i32** %2
%21 = load i32, i32* %3
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %20, i64 %22
store i32 %19, i32* %23
br label %24
24: ; preds = %18
%25 = load i32, i32* %3
%26 = add nsw i32 %25, 1
store i32 %26, i32* %3
br label %6
27: ; preds = %6
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @prepareNearestPowerOfTwoSieve(i32* nocapture writeonly %0) {
br label %2
2: ; preds = %14, %1
%3 = phi i64 [ 0, %1 ], [ %21, %14 ]
%4 = phi i32 [ 0, %1 ], [ %19, %14 ]
%5 = phi i32 [ 1, %1 ], [ %18, %14 ]
%6 = sext i32 %5 to i64
%7 = icmp sgt i64 %3, %6
%8 = zext i1 %7 to i32
%9 = shl i32 %5, %8
%10 = add nuw nsw i32 %4, %8
%11 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %3
store i32 %10, i32* %11
%12 = or i64 %3, 1
%13 = icmp eq i64 %12, 10001
br i1 %13, label %22, label %14
14: ; preds = %2
%15 = sext i32 %9 to i64
%16 = icmp sge i64 %3, %15
%17 = zext i1 %16 to i32
%18 = shl i32 %9, %17
%19 = add nuw nsw i32 %10, %17
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %12
store i32 %19, i32* %20
%21 = add nuw nsw i64 %3, 2
br label %2
22: ; preds = %2
ret void
}