int Sieve(int n, int *arr, int *prime) {
  int i, j, k, d = 0;
  for (i = 2; i <= n;) {
    prime[d++] = i;
    k = i * 2;
    while (k < n) {
      arr[k] = 1;
      k += i;
    }
    i++;
    while (arr[i] == 1)
      i++;
  }
  return d;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<Sieve>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
movl   $0x2,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jg     11a1 <Sieve+0xa1>
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x28(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1173 <Sieve+0x73>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movl   $0x1,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    114a <Sieve+0x4a>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
cmpl   $0x1,(%rax,%rcx,4)
jne    119c <Sieve+0x9c>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    117c <Sieve+0x7c>
jmp    111d <Sieve+0x1d>
mov    -0x28(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<Sieve>:
xor    %eax,%eax
cmp    $0x2,%edi
jl     1184 <Sieve+0x84>
mov    %edi,%r8d
mov    $0x2,%r9d
xor    %eax,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    %r9d,(%rdx,%rax,4)
lea    (%r9,%r9,1),%ecx
cmp    %edi,%ecx
jge    1160 <Sieve+0x60>
movslq %ecx,%rcx
movslq %r9d,%r9
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movl   $0x1,(%rsi,%rcx,4)
add    %r9,%rcx
cmp    %r8,%rcx
jl     1140 <Sieve+0x40>
jmp    1163 <Sieve+0x63>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %r9d,%r9
add    $0x1,%rax
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
cmpl   $0x1,0x4(%rsi,%r9,4)
lea    0x1(%r9),%r9
je     1170 <Sieve+0x70>
lea    -0x1(%r9),%ecx
cmp    %edi,%ecx
jl     1120 <Sieve+0x20>
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @Sieve(i32 %0, i32* %1, i32* %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i32* %1, i32** %5
store i32* %2, i32** %6
store i32 0, i32* %10
store i32 2, i32* %7
br label %11
11: ; preds = %49, %3
%12 = load i32, i32* %7
%13 = load i32, i32* %4
%14 = icmp sle i32 %12, %13
br i1 %14, label %15, label %50
15: ; preds = %11
%16 = load i32, i32* %7
%17 = load i32*, i32** %6
%18 = load i32, i32* %10
%19 = add nsw i32 %18, 1
store i32 %19, i32* %10
%20 = sext i32 %18 to i64
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 %20
store i32 %16, i32* %21
%22 = load i32, i32* %7
%23 = mul nsw i32 %22, 2
store i32 %23, i32* %9
br label %24
24: ; preds = %28, %15
%25 = load i32, i32* %9
%26 = load i32, i32* %4
%27 = icmp slt i32 %25, %26
br i1 %27, label %28, label %36
28: ; preds = %24
%29 = load i32*, i32** %5
%30 = load i32, i32* %9
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 %31
store i32 1, i32* %32
%33 = load i32, i32* %7
%34 = load i32, i32* %9
%35 = add nsw i32 %34, %33
store i32 %35, i32* %9
br label %24
36: ; preds = %24
%37 = load i32, i32* %7
%38 = add nsw i32 %37, 1
store i32 %38, i32* %7
br label %39
39: ; preds = %46, %36
%40 = load i32*, i32** %5
%41 = load i32, i32* %7
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
%45 = icmp eq i32 %44, 1
br i1 %45, label %46, label %49
46: ; preds = %39
%47 = load i32, i32* %7
%48 = add nsw i32 %47, 1
store i32 %48, i32* %7
br label %39
49: ; preds = %39
br label %11
50: ; preds = %11
%51 = load i32, i32* %10
ret i32 %51
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @Sieve(i32 %0, i32* nocapture %1, i32* nocapture writeonly %2) {
%4 = icmp slt i32 %0, 2
br i1 %4, label %38, label %5
5: ; preds = %3
%6 = zext i32 %0 to i64
br label %11
7: ; preds = %30
%8 = trunc i64 %31 to i32
%9 = trunc i64 %32 to i32
%10 = icmp slt i32 %8, %0
br i1 %10, label %11, label %36
11: ; preds = %5, %7
%12 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %14, %7 ]
%13 = phi i32 [ 2, %5 ], [ %9, %7 ]
%14 = add nuw i64 %12, 1
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %12
store i32 %13, i32* %15
%16 = shl i32 %13, 1
%17 = icmp slt i32 %16, %0
br i1 %17, label %20, label %18
18: ; preds = %11
%19 = sext i32 %13 to i64
br label %28
20: ; preds = %11
%21 = sext i32 %16 to i64
%22 = sext i32 %13 to i64
br label %23
23: ; preds = %20, %23
%24 = phi i64 [ %21, %20 ], [ %26, %23 ]
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %24
store i32 1, i32* %25
%26 = add i64 %24, %22
%27 = icmp slt i64 %26, %6
br i1 %27, label %23, label %28
28: ; preds = %23, %18
%29 = phi i64 [ %19, %18 ], [ %22, %23 ]
br label %30
30: ; preds = %28, %30
%31 = phi i64 [ %32, %30 ], [ %29, %28 ]
%32 = add i64 %31, 1
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = icmp eq i32 %34, 1
br i1 %35, label %30, label %7
36: ; preds = %7
%37 = trunc i64 %14 to i32
br label %38
38: ; preds = %36, %3
%39 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %37, %36 ]
ret i32 %39
}