void g1_lfsr(unsigned char *out) {
  int state = 0x3FF, i;
  for (i = 0; i < 1023; i++) {
    int new_bit;
    out[i] = (state >> 9) & 0x1;
    new_bit = ((state >> 9) ^ (state >> 2)) & 1;
    state = ((state << 1) | new_bit) & 0x3FF;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<g1_lfsr>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
movl   $0x3ff,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x3ff,-0x10(%rbp)
jge    116c <g1_lfsr+0x6c>
mov    -0xc(%rbp),%eax
sar    $0x9,%eax
and    $0x1,%eax
mov    %al,%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0xc(%rbp),%eax
sar    $0x9,%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sar    $0x2,%ecx
xor    %ecx,%eax
and    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
or     -0x14(%rbp),%eax
and    $0x3ff,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1116 <g1_lfsr+0x16>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<g1_lfsr>:
mov    $0x3ff,%eax
mov    $0x1,%ecx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %eax,%edx
shr    $0x9,%edx
mov    %dl,-0x1(%rdi,%rcx,1)
cmp    $0x3ff,%rcx
je     1156 <g1_lfsr+0x56>
mov    %eax,%esi
shr    $0x2,%esi
and    $0x1,%esi
xor    %edx,%esi
add    %eax,%eax
and    $0x3fe,%eax
or     %esi,%eax
mov    %eax,%edx
shr    $0x9,%edx
mov    %dl,(%rdi,%rcx,1)
mov    %eax,%esi
shr    $0x2,%esi
and    $0x1,%esi
xor    %edx,%esi
add    %eax,%eax
and    $0x3fe,%eax
or     %esi,%eax
add    $0x2,%rcx
jmp    1110 <g1_lfsr+0x10>
ret

LLVM IR (-O0):
define void @g1_lfsr(i8* %0) {
%2 = alloca i8*
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
store i8* %0, i8** %2
store i32 1023, i32* %3
store i32 0, i32* %4
br label %6
6: ; preds = %29, %1
%7 = load i32, i32* %4
%8 = icmp slt i32 %7, 1023
br i1 %8, label %9, label %32
9: ; preds = %6
%10 = load i32, i32* %3
%11 = ashr i32 %10, 9
%12 = and i32 %11, 1
%13 = trunc i32 %12 to i8
%14 = load i8*, i8** %2
%15 = load i32, i32* %4
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = getelementptr inbounds i8, i8* %14, i64 %16
store i8 %13, i8* %17
%18 = load i32, i32* %3
%19 = ashr i32 %18, 9
%20 = load i32, i32* %3
%21 = ashr i32 %20, 2
%22 = xor i32 %19, %21
%23 = and i32 %22, 1
store i32 %23, i32* %5
%24 = load i32, i32* %3
%25 = shl i32 %24, 1
%26 = load i32, i32* %5
%27 = or i32 %25, %26
%28 = and i32 %27, 1023
store i32 %28, i32* %3
br label %29
29: ; preds = %9
%30 = load i32, i32* %4
%31 = add nsw i32 %30, 1
store i32 %31, i32* %4
br label %6
32: ; preds = %6
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @g1_lfsr(i8* nocapture writeonly %0) {
br label %2
2: ; preds = %16, %1
%3 = phi i64 [ 0, %1 ], [ %26, %16 ]
%4 = phi i32 [ 1023, %1 ], [ %25, %16 ]
%5 = lshr i32 %4, 9
%6 = trunc i32 %5 to i8
%7 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %3
store i8 %6, i8* %7
%8 = lshr i32 %4, 2
%9 = and i32 %8, 1
%10 = xor i32 %9, %5
%11 = shl nuw nsw i32 %4, 1
%12 = and i32 %11, 1022
%13 = or i32 %10, %12
%14 = or i64 %3, 1
%15 = icmp eq i64 %14, 1023
br i1 %15, label %27, label %16
16: ; preds = %2
%17 = lshr i32 %13, 9
%18 = trunc i32 %17 to i8
%19 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %14
store i8 %18, i8* %19
%20 = lshr i32 %13, 2
%21 = and i32 %20, 1
%22 = xor i32 %21, %17
%23 = shl nuw nsw i32 %13, 1
%24 = and i32 %23, 1022
%25 = or i32 %22, %24
%26 = add nuw nsw i64 %3, 2
br label %2
27: ; preds = %2
ret void
}