#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 */
typedef int uint64_t;

/* Variables and functions */
int *malloc(size_t);
uint64_t *sieve(uint64_t max) {
  uint64_t i = 0;
  uint64_t j = 0;
  size_t mem = max * sizeof(uint64_t);
  uint64_t *se = malloc(mem);
  se[0] = 0;
  se[1] = 0;
  for (uint64_t c = 2; c <= max; *(se + c) = 1, c++)
    ;
  for (i = 2; i <= max; i++) {
    if (se[i]) {
      for (j = i; (i * j) <= max; j++) {
        se[(i * j)] = 0;
      }
    }
  }
  return se;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<sieve>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
movslq -0x4(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rdi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
movl   $0x0,(%rax)
mov    -0x20(%rbp),%rax
movl   $0x0,0x4(%rax)
movl   $0x2,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jg     118c <sieve+0x7c>
jmp    116f <sieve+0x5f>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movl   $0x1,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    115e <sieve+0x4e>
movl   $0x2,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jg     1202 <sieve+0xf2>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
je     11ef <sieve+0xdf>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
imul   -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jg     11ea <sieve+0xda>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    11b7 <sieve+0xa7>
jmp    11ef <sieve+0xdf>
jmp    11f4 <sieve+0xe4>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    1193 <sieve+0x83>
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<sieve>:
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
mov    %edi,%r15d
movslq %edi,%r14
lea    0x0(,%r14,4),%rdi
call   1030 <malloc@plt>
movq   $0x0,(%rax)
cmp    $0x2,%r14d
jl     1216 <sieve+0x106>
mov    %r15d,%r9d
lea    -0x1(%r9),%r8
mov    $0x2,%edx
cmp    $0x8,%r8
jb     11f8 <sieve+0xe8>
mov    %r8,%rdx
and    $0xfffffffffffffff8,%rdx
lea    -0x8(%rdx),%rsi
mov    %rsi,%rdi
shr    $0x3,%rdi
add    $0x1,%rdi
mov    %edi,%ecx
and    $0x3,%ecx
cmp    $0x18,%rsi
jae    1174 <sieve+0x64>
xor    %esi,%esi
jmp    11c2 <sieve+0xb2>
and    $0xfffffffffffffffc,%rdi
xor    %esi,%esi
movaps 0xe7f(%rip),%xmm0
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movups %xmm0,0x8(%rax,%rsi,4)
movups %xmm0,0x18(%rax,%rsi,4)
movups %xmm0,0x28(%rax,%rsi,4)
movups %xmm0,0x38(%rax,%rsi,4)
movups %xmm0,0x48(%rax,%rsi,4)
movups %xmm0,0x58(%rax,%rsi,4)
movups %xmm0,0x68(%rax,%rsi,4)
movups %xmm0,0x78(%rax,%rsi,4)
add    $0x20,%rsi
add    $0xfffffffffffffffc,%rdi
jne    1190 <sieve+0x80>
test   %rcx,%rcx
je     11ef <sieve+0xdf>
movaps 0xe32(%rip),%xmm0
xchg   %ax,%ax
lea    0x0(,%rsi,4),%rdi
or     $0x8,%rdi
movups %xmm0,(%rax,%rdi,1)
movups %xmm0,0x10(%rax,%rdi,1)
add    $0x8,%rsi
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
jne    11d0 <sieve+0xc0>
cmp    %rdx,%r8
je     1210 <sieve+0x100>
or     $0x2,%rdx
add    $0x1,%r9
nopl   0x0(%rax)
movl   $0x1,(%rax,%rdx,4)
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%r9
jne    1200 <sieve+0xf0>
cmp    $0x2,%r15d
jge    121c <sieve+0x10c>
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
ret
lea    0x1(%r15),%r8d
mov    $0x2,%edx
mov    $0x5,%esi
mov    $0x4,%ecx
jmp    124e <sieve+0x13e>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rdx
add    %esi,%ecx
add    $0x2,%esi
cmp    %r8,%rdx
je     1216 <sieve+0x106>
cmpl   $0x0,(%rax,%rdx,4)
je     1240 <sieve+0x130>
mov    %edx,%edi
imul   %edx,%edi
cmp    %r15d,%edi
jg     1240 <sieve+0x130>
mov    %ecx,%edi
mov    %edi,%ebx
movl   $0x0,(%rax,%rbx,4)
add    %edx,%edi
cmp    %r15d,%edi
jle    1260 <sieve+0x150>
jmp    1240 <sieve+0x130>

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

LLVM IR (-O2):
define noalias i32* @sieve(i32 %0) {
%2 = sext i32 %0 to i64
%3 = shl nsw i64 %2, 2
%4 = tail call i32* @malloc(i64 %3)
store i32 0, i32* %4
%5 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 1
store i32 0, i32* %5
%6 = icmp slt i32 %0, 2
br i1 %6, label %96, label %7
7: ; preds = %1
%8 = add nuw i32 %0, 1
%9 = zext i32 %8 to i64
%10 = add nsw i64 %9, -2
%11 = icmp ult i64 %10, 8
br i1 %11, label %64, label %12
12: ; preds = %7
%13 = and i64 %10, -8
%14 = or i64 %13, 2
%15 = add nsw i64 %13, -8
%16 = lshr exact i64 %15, 3
%17 = add nuw nsw i64 %16, 1
%18 = and i64 %17, 3
%19 = icmp ult i64 %15, 24
br i1 %19, label %48, label %20
20: ; preds = %12
%21 = and i64 %17, 4611686018427387900
br label %22
22: ; preds = %22, %20
%23 = phi i64 [ 0, %20 ], [ %45, %22 ]
%24 = phi i64 [ 0, %20 ], [ %46, %22 ]
%25 = or i64 %23, 2
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %25
%27 = bitcast i32* %26 to <4 x i32>*
store <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, <4 x i32>* %27
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 4
%29 = bitcast i32* %28 to <4 x i32>*
store <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, <4 x i32>* %29
%30 = or i64 %23, 10
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %30
%32 = bitcast i32* %31 to <4 x i32>*
store <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, <4 x i32>* %32
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 4
%34 = bitcast i32* %33 to <4 x i32>*
store <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, <4 x i32>* %34
%35 = or i64 %23, 18
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %35
%37 = bitcast i32* %36 to <4 x i32>*
store <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, <4 x i32>* %37
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 4
%39 = bitcast i32* %38 to <4 x i32>*
store <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, <4 x i32>* %39
%40 = or i64 %23, 26
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %40
%42 = bitcast i32* %41 to <4 x i32>*
store <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, <4 x i32>* %42
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %41, i64 4
%44 = bitcast i32* %43 to <4 x i32>*
store <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, <4 x i32>* %44
%45 = add nuw i64 %23, 32
%46 = add i64 %24, 4
%47 = icmp eq i64 %46, %21
br i1 %47, label %48, label %22
48: ; preds = %22, %12
%49 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %45, %22 ]
%50 = icmp eq i64 %18, 0
br i1 %50, label %62, label %51
51: ; preds = %48, %51
%52 = phi i64 [ %59, %51 ], [ %49, %48 ]
%53 = phi i64 [ %60, %51 ], [ 0, %48 ]
%54 = or i64 %52, 2
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %54
%56 = bitcast i32* %55 to <4 x i32>*
store <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, <4 x i32>* %56
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %55, i64 4
%58 = bitcast i32* %57 to <4 x i32>*
store <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, <4 x i32>* %58
%59 = add nuw i64 %52, 8
%60 = add i64 %53, 1
%61 = icmp eq i64 %60, %18
br i1 %61, label %62, label %51
62: ; preds = %51, %48
%63 = icmp eq i64 %10, %13
br i1 %63, label %66, label %64
64: ; preds = %7, %62
%65 = phi i64 [ 2, %7 ], [ %14, %62 ]
br label %70
66: ; preds = %70, %62
br i1 %6, label %96, label %67
67: ; preds = %66
%68 = add nuw nsw i32 %0, 1
%69 = zext i32 %68 to i64
br label %75
70: ; preds = %64, %70
%71 = phi i64 [ %73, %70 ], [ %65, %64 ]
%72 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %71
store i32 1, i32* %72
%73 = add nuw nsw i64 %71, 1
%74 = icmp eq i64 %73, %9
br i1 %74, label %66, label %70
75: ; preds = %67, %93
%76 = phi i64 [ 2, %67 ], [ %94, %93 ]
%77 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %76
%78 = load i32, i32* %77
%79 = icmp eq i32 %78, 0
%80 = trunc i64 %76 to i32
%81 = mul nsw i32 %80, %80
%82 = icmp sgt i32 %81, %0
%83 = select i1 %79, i1 true, i1 %82
br i1 %83, label %93, label %84
84: ; preds = %75, %84
%85 = phi i64 [ %89, %84 ], [ %76, %75 ]
%86 = phi i32 [ %91, %84 ], [ %81, %75 ]
%87 = zext i32 %86 to i64
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %87
store i32 0, i32* %88
%89 = add nuw nsw i64 %85, 1
%90 = trunc i64 %89 to i32
%91 = mul nsw i32 %90, %80
%92 = icmp sgt i32 %91, %0
br i1 %92, label %93, label %84
93: ; preds = %84, %75
%94 = add nuw nsw i64 %76, 1
%95 = icmp eq i64 %94, %69
br i1 %95, label %96, label %75
96: ; preds = %93, %1, %66
ret i32* %4
}