#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 */
int /*<<< orphan*/ free(char *);
void *malloc(int);
int /*<<< orphan*/ memset(char *, int, int);
int *primes(int up, int *n) {
  char *st = malloc(up);
  memset(st, 0x01, up);
  int i, j, cnt;
  for (i = 2, cnt = 0; i != up; i++) {
    if (st[i]) {
      for (j = 2 * i; j < up; j += i) {
        st[j] = 0;
      }
      cnt++;
    }
  }
  int *xs = malloc(up);
  for (i = 2, j = 0; i != up; i++) {
    if (st[i]) {
      xs[j++] = i;
    }
  }
  if (n) {
    *n = j;
  }
  free(st);
  return xs;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<primes>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rdi
mov    -0x4(%rbp),%edx
mov    $0x1,%esi
call   1040 <memset@plt>
movl   $0x2,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
je     11d3 <primes+0xa3>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
cmpb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
je     11c0 <primes+0x90>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11b7 <primes+0x87>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
movb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1191 <primes+0x61>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11c5 <primes+0x95>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    116a <primes+0x3a>
mov    -0x4(%rbp),%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
movl   $0x2,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
je     1236 <primes+0x106>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
cmpb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
je     1223 <primes+0xf3>
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x30(%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    1228 <primes+0xf8>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11ed <primes+0xbd>
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
je     124a <primes+0x11a>
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<primes>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
mov    %rsi,%r14
mov    %edi,%ebp
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,%rbx
mov    %rax,%rdi
mov    $0x1,%esi
mov    %ebp,%edx
call   1040 <memset@plt>
cmp    $0x2,%ebp
jne    1167 <primes+0x37>
mov    %ebp,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,%r15
xor    %eax,%eax
jmp    11e2 <primes+0xb2>
mov    %ebp,%r12d
mov    $0x4,%eax
mov    $0x2,%ecx
jmp    118d <primes+0x5d>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rcx
add    $0x2,%rax
cmp    %r12,%rcx
je     11ad <primes+0x7d>
cmpb   $0x0,(%rbx,%rcx,1)
je     1180 <primes+0x50>
lea    (%rcx,%rcx,1),%edx
cmp    %ebp,%edx
jge    1180 <primes+0x50>
mov    %rax,%rdx
nopl   (%rax)
movb   $0x0,(%rbx,%rdx,1)
add    %rcx,%rdx
cmp    %ebp,%edx
jl     11a0 <primes+0x70>
jmp    1180 <primes+0x50>
mov    %ebp,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,%r15
cmp    $0x2,%ebp
jne    11c0 <primes+0x90>
xor    %eax,%eax
jmp    11e2 <primes+0xb2>
cmp    $0x3,%ebp
jne    11fe <primes+0xce>
xor    %eax,%eax
mov    $0x2,%ecx
test   $0x1,%r12b
je     11e2 <primes+0xb2>
cmpb   $0x0,(%rbx,%rcx,1)
je     11e2 <primes+0xb2>
movslq %eax,%rdx
add    $0x1,%eax
mov    %ecx,(%r15,%rdx,4)
test   %r14,%r14
je     11ea <primes+0xba>
mov    %eax,(%r14)
mov    %rbx,%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    %r15,%rax
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
lea    -0x2(%r12),%rdx
and    $0xfffffffffffffffe,%rdx
neg    %rdx
xor    %eax,%eax
mov    $0x2,%ecx
mov    $0x3,%esi
jmp    1235 <primes+0x105>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x2,%esi
lea    (%rdx,%rcx,1),%rdi
add    $0x2,%rdi
add    $0x2,%rcx
cmp    $0x2,%rdi
je     11cc <primes+0x9c>
cmpb   $0x0,(%rbx,%rcx,1)
je     1245 <primes+0x115>
movslq %eax,%rdi
add    $0x1,%eax
mov    %ecx,(%r15,%rdi,4)
cmpb   $0x0,0x1(%rbx,%rcx,1)
je     1220 <primes+0xf0>
movslq %eax,%rdi
add    $0x1,%eax
mov    %esi,(%r15,%rdi,4)
jmp    1220 <primes+0xf0>

LLVM IR (-O0):
define i32* @primes(i32 %0, i32* %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i8*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32*
store i32 %0, i32* %3
store i32* %1, i32** %4
%10 = load i32, i32* %3
%11 = call i8* @malloc(i32 %10)
store i8* %11, i8** %5
%12 = load i8*, i8** %5
%13 = load i32, i32* %3
%14 = call i32 @memset(i8* %12, i32 1, i32 %13)
store i32 2, i32* %6
store i32 0, i32* %8
br label %15
15: ; preds = %46, %2
%16 = load i32, i32* %6
%17 = load i32, i32* %3
%18 = icmp ne i32 %16, %17
br i1 %18, label %19, label %49
19: ; preds = %15
%20 = load i8*, i8** %5
%21 = load i32, i32* %6
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds i8, i8* %20, i64 %22
%24 = load i8, i8* %23
%25 = icmp ne i8 %24, 0
br i1 %25, label %26, label %45
26: ; preds = %19
%27 = load i32, i32* %6
%28 = mul nsw i32 2, %27
store i32 %28, i32* %7
br label %29
29: ; preds = %38, %26
%30 = load i32, i32* %7
%31 = load i32, i32* %3
%32 = icmp slt i32 %30, %31
br i1 %32, label %33, label %42
33: ; preds = %29
%34 = load i8*, i8** %5
%35 = load i32, i32* %7
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i8, i8* %34, i64 %36
store i8 0, i8* %37
br label %38
38: ; preds = %33
%39 = load i32, i32* %6
%40 = load i32, i32* %7
%41 = add nsw i32 %40, %39
store i32 %41, i32* %7
br label %29
42: ; preds = %29
%43 = load i32, i32* %8
%44 = add nsw i32 %43, 1
store i32 %44, i32* %8
br label %45
45: ; preds = %42, %19
br label %46
46: ; preds = %45
%47 = load i32, i32* %6
%48 = add nsw i32 %47, 1
store i32 %48, i32* %6
br label %15
49: ; preds = %15
%50 = load i32, i32* %3
%51 = call i8* @malloc(i32 %50)
%52 = bitcast i8* %51 to i32*
store i32* %52, i32** %9
store i32 2, i32* %6
store i32 0, i32* %7
br label %53
53: ; preds = %72, %49
%54 = load i32, i32* %6
%55 = load i32, i32* %3
%56 = icmp ne i32 %54, %55
br i1 %56, label %57, label %75
57: ; preds = %53
%58 = load i8*, i8** %5
%59 = load i32, i32* %6
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds i8, i8* %58, i64 %60
%62 = load i8, i8* %61
%63 = icmp ne i8 %62, 0
br i1 %63, label %64, label %71
64: ; preds = %57
%65 = load i32, i32* %6
%66 = load i32*, i32** %9
%67 = load i32, i32* %7
%68 = add nsw i32 %67, 1
store i32 %68, i32* %7
%69 = sext i32 %67 to i64
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %66, i64 %69
store i32 %65, i32* %70
br label %71
71: ; preds = %64, %57
br label %72
72: ; preds = %71
%73 = load i32, i32* %6
%74 = add nsw i32 %73, 1
store i32 %74, i32* %6
br label %53
75: ; preds = %53
%76 = load i32*, i32** %4
%77 = icmp ne i32* %76, null
br i1 %77, label %78, label %81
78: ; preds = %75
%79 = load i32, i32* %7
%80 = load i32*, i32** %4
store i32 %79, i32* %80
br label %81
81: ; preds = %78, %75
%82 = load i8*, i8** %5
%83 = call i32 @free(i8* %82)
%84 = load i32*, i32** %9
ret i32* %84
}

LLVM IR (-O2):
define noalias i32* @primes(i32 %0, i32* writeonly %1) {
%3 = tail call i8* @malloc(i32 %0)
%4 = tail call i32 @memset(i8* %3, i32 1, i32 %0)
%5 = icmp eq i32 %0, 2
br i1 %5, label %6, label %9
6: ; preds = %2
%7 = tail call i8* @malloc(i32 %0)
%8 = bitcast i8* %7 to i32*
br label %82
9: ; preds = %2
%10 = zext i32 %0 to i64
br label %11
11: ; preds = %9, %27
%12 = phi i64 [ 2, %9 ], [ %28, %27 ]
%13 = phi i64 [ 4, %9 ], [ %30, %27 ]
%14 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, i64 %12
%15 = load i8, i8* %14
%16 = icmp ne i8 %15, 0
%17 = trunc i64 %12 to i32
%18 = shl i32 %17, 1
%19 = icmp slt i32 %18, %0
%20 = select i1 %16, i1 %19, i1 false
br i1 %20, label %21, label %27
21: ; preds = %11, %21
%22 = phi i64 [ %24, %21 ], [ %13, %11 ]
%23 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, i64 %22
store i8 0, i8* %23
%24 = add nuw i64 %22, %12
%25 = trunc i64 %24 to i32
%26 = icmp slt i32 %25, %0
br i1 %26, label %21, label %27
27: ; preds = %21, %11
%28 = add nuw nsw i64 %12, 1
%29 = icmp eq i64 %28, %10
%30 = add nuw nsw i64 %13, 2
br i1 %29, label %31, label %11
31: ; preds = %27
%32 = tail call i8* @malloc(i32 %0)
%33 = bitcast i8* %32 to i32*
br i1 %5, label %82, label %34
34: ; preds = %31
%35 = and i64 %10, 1
%36 = icmp eq i32 %0, 3
br i1 %36, label %68, label %37
37: ; preds = %34
%38 = add nsw i64 %10, -2
%39 = and i64 %38, -2
br label %40
40: ; preds = %63, %37
%41 = phi i64 [ 2, %37 ], [ %65, %63 ]
%42 = phi i32 [ 0, %37 ], [ %64, %63 ]
%43 = phi i64 [ 0, %37 ], [ %66, %63 ]
%44 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, 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* %33, 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* %3, 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* %33, 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, %39
br i1 %67, label %68, label %40
68: ; preds = %63, %34
%69 = phi i32 [ undef, %34 ], [ %64, %63 ]
%70 = phi i64 [ 2, %34 ], [ %65, %63 ]
%71 = phi i32 [ 0, %34 ], [ %64, %63 ]
%72 = icmp eq i64 %35, 0
br i1 %72, label %82, label %73
73: ; preds = %68
%74 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, 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* %33, i64 %79
%81 = trunc i64 %70 to i32
store i32 %81, i32* %80
br label %82
82: ; preds = %68, %77, %73, %6, %31
%83 = phi i32* [ %33, %31 ], [ %8, %6 ], [ %33, %73 ], [ %33, %77 ], [ %33, %68 ]
%84 = phi i32 [ 0, %31 ], [ 0, %6 ], [ %69, %68 ], [ %78, %77 ], [ %71, %73 ]
%85 = icmp eq i32* %1, null
br i1 %85, label %87, label %86
86: ; preds = %82
store i32 %84, i32* %1
br label %87
87: ; preds = %86, %82
%88 = tail call i32 @free(i8* %3)
ret i32* %83
}