#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 /*<<< orphan*/ work;

/* Variables and functions */
int /*<<< orphan*/ assert(int);
scalar_t__ is_prime(int);
int /*<<< orphan*/ memcpy(int *, int *, int);
int sqrt(int);
void sieve(int *list_len, int list[], int primes[], int *primes_index) {
  int i;
  int work_index, work[10000];
  for (i = 0; i < *list_len; i++) {
    if (is_prime(list[i])) {
      primes[++(*primes_index)] = list[i];
      break;
    }
  }
  assert(*primes_index >= 0);
  work_index = -1;
  for (i = 0; i < *list_len; i++)
    if (list[i] % primes[*primes_index] != 0)
      work[++work_index] = list[i];
  assert(work_index >= 0);
  *list_len = work_index + 1;
  memcpy(list, work, sizeof(work[0]) * *list_len);
  if (primes[*primes_index] > sqrt(work[work_index]))
    return;
  sieve(list_len, list, primes, primes_index);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<sieve>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x9c80,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
cmp    (%rcx),%eax
jge    11d3 <sieve+0x83>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edi
call   1060 <is_prime@plt>
cmp    $0x0,%rax
je     11c0 <sieve+0x70>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rsi
mov    (%rsi),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,(%rsi)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    11d3 <sieve+0x83>
jmp    11c5 <sieve+0x75>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1172 <sieve+0x22>
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmpl   $0x0,(%rax)
setge  %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1040 <assert@plt>
movl   $0xffffffff,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
cmp    (%rcx),%eax
jge    1257 <sieve+0x107>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    -0x20(%rbp),%rdx
movslq (%rdx),%rsi
cltd
idivl  (%rcx,%rsi,4)
cmp    $0x0,%edx
je     1244 <sieve+0xf4>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
cltq
mov    %ecx,-0x9c70(%rbp,%rax,4)
jmp    1249 <sieve+0xf9>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11f5 <sieve+0xa5>
cmpl   $0x0,-0x28(%rbp)
setge  %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1040 <assert@plt>
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
lea    -0x9c70(%rbp),%rsi
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq (%rax),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1050 <memcpy@plt>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
movslq (%rcx),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x9c74(%rbp)
movslq -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x9c70(%rbp,%rax,4),%edi
call   1070 <sqrt@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x9c74(%rbp),%eax
cmp    %ecx,%eax
jle    12ca <sieve+0x17a>
jmp    12df <sieve+0x18f>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
mov    -0x18(%rbp),%rdx
mov    -0x20(%rbp),%rcx
call   1030 <sieve@plt>
add    $0x9c80,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<sieve>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x9c48,%rsp
mov    %rcx,%r15
mov    %rdx,%r14
mov    %rsi,%r13
mov    %rdi,%r12
cmpl   $0x0,(%rdi)
jle    11b2 <sieve+0x62>
xor    %ebx,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    0x0(%r13,%rbx,4),%edi
call   1060 <is_prime@plt>
test   %rax,%rax
jne    119e <sieve+0x4e>
add    $0x1,%rbx
movslq (%r12),%rax
cmp    %rax,%rbx
jl     1180 <sieve+0x30>
jmp    11b2 <sieve+0x62>
mov    0x0(%r13,%rbx,4),%eax
movslq (%r15),%rcx
lea    0x1(%rcx),%rdx
mov    %edx,(%r15)
mov    %eax,0x4(%r14,%rcx,4)
mov    (%r15),%edi
not    %edi
shr    $0x1f,%edi
call   1040 <assert@plt>
mov    (%r12),%r8d
test   %r8d,%r8d
jle    1200 <sieve+0xb0>
movslq (%r15),%rax
mov    (%r14,%rax,4),%edi
cmp    $0x1,%r8d
jne    1263 <sieve+0x113>
mov    $0xffffffff,%ebx
xor    %esi,%esi
test   $0x1,%r8b
je     1205 <sieve+0xb5>
mov    0x0(%r13,%rsi,4),%ecx
mov    %ecx,%eax
cltd
idiv   %edi
test   %edx,%edx
je     1205 <sieve+0xb5>
movslq %ebx,%rax
add    $0x1,%ebx
mov    %ecx,0x4(%rsp,%rax,4)
jmp    1205 <sieve+0xb5>
mov    $0xffffffff,%ebx
mov    %ebx,%edi
not    %edi
shr    $0x1f,%edi
call   1040 <assert@plt>
lea    0x1(%rbx),%eax
mov    %eax,(%r12)
lea    0x4(,%rbx,4),%edx
mov    %rsp,%rsi
mov    %r13,%rdi
call   1050 <memcpy@plt>
movslq (%r15),%rax
mov    (%r14,%rax,4),%ebp
movslq %ebx,%rax
mov    (%rsp,%rax,4),%edi
call   1070 <sqrt@plt>
cmp    %eax,%ebp
jg     1251 <sieve+0x101>
mov    %r12,%rdi
mov    %r13,%rsi
mov    %r14,%rdx
mov    %r15,%rcx
call   1030 <sieve@plt>
add    $0x9c48,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %r8d,%r9d
and    $0xfffffffe,%r9d
mov    $0xffffffff,%ebx
xor    %esi,%esi
jmp    128d <sieve+0x13d>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0x2,%rsi
cmp    %rsi,%r9
je     11e0 <sieve+0x90>
mov    0x0(%r13,%rsi,4),%ecx
mov    %ecx,%eax
cltd
idiv   %edi
test   %edx,%edx
je     12a5 <sieve+0x155>
movslq %ebx,%rax
add    $0x1,%ebx
mov    %ecx,0x4(%rsp,%rax,4)
mov    0x4(%r13,%rsi,4),%ecx
mov    %ecx,%eax
cltd
idiv   %edi
test   %edx,%edx
je     1280 <sieve+0x130>
movslq %ebx,%rax
add    $0x1,%ebx
mov    %ecx,0x4(%rsp,%rax,4)
jmp    1280 <sieve+0x130>

LLVM IR (-O0):
define void @sieve(i32* %0, i32* %1, i32* %2, i32* %3) {
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32*
%8 = alloca i32*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca [10000 x i32]
store i32* %0, i32** %5
store i32* %1, i32** %6
store i32* %2, i32** %7
store i32* %3, i32** %8
store i32 0, i32* %9
br label %12
12: ; preds = %38, %4
%13 = load i32, i32* %9
%14 = load i32*, i32** %5
%15 = load i32, i32* %14
%16 = icmp slt i32 %13, %15
br i1 %16, label %17, label %41
17: ; preds = %12
%18 = load i32*, i32** %6
%19 = load i32, i32* %9
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %20
%22 = load i32, i32* %21
%23 = call i64 @is_prime(i32 %22)
%24 = icmp ne i64 %23, 0
br i1 %24, label %25, label %37
25: ; preds = %17
%26 = load i32*, i32** %6
%27 = load i32, i32* %9
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
%31 = load i32*, i32** %7
%32 = load i32*, i32** %8
%33 = load i32, i32* %32
%34 = add nsw i32 %33, 1
store i32 %34, i32* %32
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %35
store i32 %30, i32* %36
br label %41
37: ; preds = %17
br label %38
38: ; preds = %37
%39 = load i32, i32* %9
%40 = add nsw i32 %39, 1
store i32 %40, i32* %9
br label %12
41: ; preds = %25, %12
%42 = load i32*, i32** %8
%43 = load i32, i32* %42
%44 = icmp sge i32 %43, 0
%45 = zext i1 %44 to i32
%46 = call i32 @assert(i32 %45)
store i32 -1, i32* %10
store i32 0, i32* %9
br label %47
47: ; preds = %77, %41
%48 = load i32, i32* %9
%49 = load i32*, i32** %5
%50 = load i32, i32* %49
%51 = icmp slt i32 %48, %50
br i1 %51, label %52, label %80
52: ; preds = %47
%53 = load i32*, i32** %6
%54 = load i32, i32* %9
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %53, i64 %55
%57 = load i32, i32* %56
%58 = load i32*, i32** %7
%59 = load i32*, i32** %8
%60 = load i32, i32* %59
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %58, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
%64 = srem i32 %57, %63
%65 = icmp ne i32 %64, 0
br i1 %65, label %66, label %76
66: ; preds = %52
%67 = load i32*, i32** %6
%68 = load i32, i32* %9
%69 = sext i32 %68 to i64
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %67, i64 %69
%71 = load i32, i32* %70
%72 = load i32, i32* %10
%73 = add nsw i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %10
%74 = sext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %11, i64 0, i64 %74
store i32 %71, i32* %75
br label %76
76: ; preds = %66, %52
br label %77
77: ; preds = %76
%78 = load i32, i32* %9
%79 = add nsw i32 %78, 1
store i32 %79, i32* %9
br label %47
80: ; preds = %47
%81 = load i32, i32* %10
%82 = icmp sge i32 %81, 0
%83 = zext i1 %82 to i32
%84 = call i32 @assert(i32 %83)
%85 = load i32, i32* %10
%86 = add nsw i32 %85, 1
%87 = load i32*, i32** %5
store i32 %86, i32* %87
%88 = load i32*, i32** %6
%89 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %11, i64 0, i64 0
%90 = load i32*, i32** %5
%91 = load i32, i32* %90
%92 = sext i32 %91 to i64
%93 = mul i64 4, %92
%94 = trunc i64 %93 to i32
%95 = call i32 @memcpy(i32* %88, i32* %89, i32 %94)
%96 = load i32*, i32** %7
%97 = load i32*, i32** %8
%98 = load i32, i32* %97
%99 = sext i32 %98 to i64
%100 = getelementptr inbounds i32, i32* %96, i64 %99
%101 = load i32, i32* %100
%102 = load i32, i32* %10
%103 = sext i32 %102 to i64
%104 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %11, i64 0, i64 %103
%105 = load i32, i32* %104
%106 = call i32 @sqrt(i32 %105)
%107 = icmp sgt i32 %101, %106
br i1 %107, label %108, label %109
108: ; preds = %80
br label %114
109: ; preds = %80
%110 = load i32*, i32** %5
%111 = load i32*, i32** %6
%112 = load i32*, i32** %7
%113 = load i32*, i32** %8
br label %114
114: ; preds = %109, %108
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @sieve(i32* nocapture %0, i32* %1, i32* nocapture %2, i32* nocapture %3) {
%5 = alloca [10000 x i32]
%6 = bitcast [10000 x i32]* %5 to i8*
%7 = load i32, i32* %0
%8 = icmp sgt i32 %7, 0
br i1 %8, label %9, label %28
9: ; preds = %4, %23
%10 = phi i64 [ %24, %23 ], [ 0, %4 ]
%11 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %10
%12 = load i32, i32* %11
%13 = tail call i64 @is_prime(i32 %12)
%14 = icmp eq i64 %13, 0
br i1 %14, label %23, label %15
15: ; preds = %9
%16 = and i64 %10, 4294967295
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %16
%18 = load i32, i32* %17
%19 = load i32, i32* %3
%20 = add nsw i32 %19, 1
store i32 %20, i32* %3
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %21
store i32 %18, i32* %22
br label %28
23: ; preds = %9
%24 = add nuw nsw i64 %10, 1
%25 = load i32, i32* %0
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = icmp slt i64 %24, %26
br i1 %27, label %9, label %28
28: ; preds = %23, %4, %15
%29 = load i32, i32* %3
%30 = xor i32 %29, -1
%31 = lshr i32 %30, 31
%32 = tail call i32 @assert(i32 %31)
%33 = load i32, i32* %0
%34 = icmp sgt i32 %33, 0
br i1 %34, label %35, label %87
35: ; preds = %28
%36 = load i32, i32* %3
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = zext i32 %33 to i64
%41 = and i64 %40, 1
%42 = icmp eq i32 %33, 1
br i1 %42, label %73, label %43
43: ; preds = %35
%44 = and i64 %40, 4294967294
br label %45
45: ; preds = %68, %43
%46 = phi i64 [ 0, %43 ], [ %70, %68 ]
%47 = phi i32 [ -1, %43 ], [ %69, %68 ]
%48 = phi i64 [ 0, %43 ], [ %71, %68 ]
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %46
%50 = load i32, i32* %49
%51 = srem i32 %50, %39
%52 = icmp eq i32 %51, 0
br i1 %52, label %57, label %53
53: ; preds = %45
%54 = add nsw i32 %47, 1
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %5, i64 0, i64 %55
store i32 %50, i32* %56
br label %57
57: ; preds = %45, %53
%58 = phi i32 [ %54, %53 ], [ %47, %45 ]
%59 = or i64 %46, 1
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %59
%61 = load i32, i32* %60
%62 = srem i32 %61, %39
%63 = icmp eq i32 %62, 0
br i1 %63, label %68, label %64
64: ; preds = %57
%65 = add nsw i32 %58, 1
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %5, i64 0, i64 %66
store i32 %61, i32* %67
br label %68
68: ; preds = %64, %57
%69 = phi i32 [ %65, %64 ], [ %58, %57 ]
%70 = add nuw nsw i64 %46, 2
%71 = add i64 %48, 2
%72 = icmp eq i64 %71, %44
br i1 %72, label %73, label %45
73: ; preds = %68, %35
%74 = phi i32 [ undef, %35 ], [ %69, %68 ]
%75 = phi i64 [ 0, %35 ], [ %70, %68 ]
%76 = phi i32 [ -1, %35 ], [ %69, %68 ]
%77 = icmp eq i64 %41, 0
br i1 %77, label %87, label %78
78: ; preds = %73
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %75
%80 = load i32, i32* %79
%81 = srem i32 %80, %39
%82 = icmp eq i32 %81, 0
br i1 %82, label %87, label %83
83: ; preds = %78
%84 = add nsw i32 %76, 1
%85 = sext i32 %84 to i64
%86 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %5, i64 0, i64 %85
store i32 %80, i32* %86
br label %87
87: ; preds = %73, %83, %78, %28
%88 = phi i32 [ -1, %28 ], [ %74, %73 ], [ %84, %83 ], [ %76, %78 ]
%89 = xor i32 %88, -1
%90 = lshr i32 %89, 31
%91 = tail call i32 @assert(i32 %90)
%92 = add nsw i32 %88, 1
store i32 %92, i32* %0
%93 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %5, i64 0, i64 0
%94 = shl i32 %92, 2
%95 = call i32 @memcpy(i32* %1, i32* %93, i32 %94)
%96 = load i32, i32* %3
%97 = sext i32 %96 to i64
%98 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %97
%99 = load i32, i32* %98
%100 = sext i32 %88 to i64
%101 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %5, i64 0, i64 %100
%102 = load i32, i32* %101
%103 = call i32 @sqrt(i32 %102)
%104 = icmp sgt i32 %99, %103
br i1 %104, label %106, label %105
105: ; preds = %87
br label %106
106: ; preds = %87, %105
ret void
}