void calc_primes(int *max_primes, int *primes) {
  int *third_prime = primes + 2;
  int *next_free = third_prime;
  int *lim = third_prime;
  int limit = 25;
  int prime = 1;
  for (;;) {
    int *j;
  restart:
    prime += 4;
    while (prime >= limit) {
      limit = *++lim;
      limit *= limit;
    }
    for (j = third_prime; j < lim; j++) {
      if (prime % *j == 0) {
        goto next;
      }
    }
    *next_free++ = prime;
    if (next_free == max_primes) {
      break;
    }
  next:
    prime += 2;
    while (prime >= limit) {
      limit = *++lim;
      limit *= limit;
    }
    for (j = third_prime; j < lim; j++) {
      if (prime % *j == 0) {
        goto restart;
      }
    }
    *next_free++ = prime;
    if (next_free == max_primes) {
      break;
    }
  }
  return;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<calc_primes>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
add    $0x8,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movl   $0x19,-0x2c(%rbp)
movl   $0x1,-0x30(%rbp)
jmp    113b <calc_primes+0x3b>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x4,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jl     1174 <calc_primes+0x74>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x4,%rcx
mov    %rcx,-0x28(%rbp)
mov    0x4(%rax),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
imul   -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1144 <calc_primes+0x44>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
jae    11b8 <calc_primes+0xb8>
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
cltd
idivl  (%rcx)
cmp    $0x0,%edx
jne    11a2 <calc_primes+0xa2>
jmp    11e4 <calc_primes+0xe4>
jmp    11a7 <calc_primes+0xa7>
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    117c <calc_primes+0x7c>
mov    -0x30(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x4,%rdx
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmp    -0x8(%rbp),%rax
jne    11df <calc_primes+0xdf>
jmp    128d <calc_primes+0x18d>
jmp    11e4 <calc_primes+0xe4>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jl     121d <calc_primes+0x11d>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x4,%rcx
mov    %rcx,-0x28(%rbp)
mov    0x4(%rax),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
imul   -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    11ed <calc_primes+0xed>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
jae    1261 <calc_primes+0x161>
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
cltd
idivl  (%rcx)
cmp    $0x0,%edx
jne    124b <calc_primes+0x14b>
jmp    113b <calc_primes+0x3b>
jmp    1250 <calc_primes+0x150>
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    1225 <calc_primes+0x125>
mov    -0x30(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x4,%rdx
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmp    -0x8(%rbp),%rax
jne    1288 <calc_primes+0x188>
jmp    128d <calc_primes+0x18d>
jmp    1136 <calc_primes+0x36>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<calc_primes>:
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
lea    0x8(%rsi),%r9
mov    $0x1,%r8d
mov    $0x19,%ebx
mov    $0x2,%r15d
mov    %r9,%r11
jmp    1130 <calc_primes+0x30>
nop
mov    %r8d,(%r11)
add    $0x4,%r11
cmp    %rdi,%r11
je     11dc <calc_primes+0xdc>
lea    0x4(%r8),%r10d
cmp    %ebx,%r10d
jl     1151 <calc_primes+0x51>
nopl   0x0(%rax)
mov    0x4(%rsi,%r15,4),%ebx
add    $0x1,%r15
imul   %ebx,%ebx
cmp    %ebx,%r10d
jae    1140 <calc_primes+0x40>
cmp    $0x3,%r15
jl     1173 <calc_primes+0x73>
lea    (%rsi,%r15,4),%r14
mov    %r9,%rcx
xchg   %ax,%ax
mov    %r10d,%eax
cltd
idivl  (%rcx)
test   %edx,%edx
je     117f <calc_primes+0x7f>
add    $0x4,%rcx
cmp    %r14,%rcx
jb     1160 <calc_primes+0x60>
mov    %r10d,(%r11)
add    $0x4,%r11
cmp    %rdi,%r11
je     11dc <calc_primes+0xdc>
add    $0x6,%r8d
cmp    %ebx,%r8d
jl     11a1 <calc_primes+0xa1>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    0x4(%rsi,%r15,4),%ebx
add    $0x1,%r15
imul   %ebx,%ebx
cmp    %ebx,%r8d
jae    1190 <calc_primes+0x90>
cmp    $0x3,%r15
jl     1120 <calc_primes+0x20>
lea    (%rsi,%r15,4),%r10
mov    %r9,%rcx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    %r8d,%eax
cltd
idivl  (%rcx)
add    $0x4,%rcx
test   %edx,%edx
je     1130 <calc_primes+0x30>
cmp    %r10,%rcx
jb     11c0 <calc_primes+0xc0>
jmp    1120 <calc_primes+0x20>
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define void @calc_primes(i32* %0, i32* %1) {
%3 = alloca i32*
%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** %3
store i32* %1, i32** %4
%11 = load i32*, i32** %4
%12 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 2
store i32* %12, i32** %5
%13 = load i32*, i32** %5
store i32* %13, i32** %6
%14 = load i32*, i32** %5
store i32* %14, i32** %7
store i32 25, i32* %8
store i32 1, i32* %9
br label %15
15: ; preds = %95, %2
br label %16
16: ; preds = %82, %15
%17 = load i32, i32* %9
%18 = add nsw i32 %17, 4
store i32 %18, i32* %9
br label %19
19: ; preds = %23, %16
%20 = load i32, i32* %9
%21 = load i32, i32* %8
%22 = icmp sge i32 %20, %21
br i1 %22, label %23, label %30
23: ; preds = %19
%24 = load i32*, i32** %7
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %24, i32 1
store i32* %25, i32** %7
%26 = load i32, i32* %25
store i32 %26, i32* %8
%27 = load i32, i32* %8
%28 = load i32, i32* %8
%29 = mul nsw i32 %28, %27
store i32 %29, i32* %8
br label %19
30: ; preds = %19
%31 = load i32*, i32** %5
store i32* %31, i32** %10
br label %32
32: ; preds = %44, %30
%33 = load i32*, i32** %10
%34 = load i32*, i32** %7
%35 = icmp ult i32* %33, %34
br i1 %35, label %36, label %47
36: ; preds = %32
%37 = load i32, i32* %9
%38 = load i32*, i32** %10
%39 = load i32, i32* %38
%40 = srem i32 %37, %39
%41 = icmp eq i32 %40, 0
br i1 %41, label %42, label %43
42: ; preds = %36
br label %56
43: ; preds = %36
br label %44
44: ; preds = %43
%45 = load i32*, i32** %10
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %45, i32 1
store i32* %46, i32** %10
br label %32
47: ; preds = %32
%48 = load i32, i32* %9
%49 = load i32*, i32** %6
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i32 1
store i32* %50, i32** %6
store i32 %48, i32* %49
%51 = load i32*, i32** %6
%52 = load i32*, i32** %3
%53 = icmp eq i32* %51, %52
br i1 %53, label %54, label %55
54: ; preds = %47
br label %96
55: ; preds = %47
br label %56
56: ; preds = %55, %42
%57 = load i32, i32* %9
%58 = add nsw i32 %57, 2
store i32 %58, i32* %9
br label %59
59: ; preds = %63, %56
%60 = load i32, i32* %9
%61 = load i32, i32* %8
%62 = icmp sge i32 %60, %61
br i1 %62, label %63, label %70
63: ; preds = %59
%64 = load i32*, i32** %7
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %64, i32 1
store i32* %65, i32** %7
%66 = load i32, i32* %65
store i32 %66, i32* %8
%67 = load i32, i32* %8
%68 = load i32, i32* %8
%69 = mul nsw i32 %68, %67
store i32 %69, i32* %8
br label %59
70: ; preds = %59
%71 = load i32*, i32** %5
store i32* %71, i32** %10
br label %72
72: ; preds = %84, %70
%73 = load i32*, i32** %10
%74 = load i32*, i32** %7
%75 = icmp ult i32* %73, %74
br i1 %75, label %76, label %87
76: ; preds = %72
%77 = load i32, i32* %9
%78 = load i32*, i32** %10
%79 = load i32, i32* %78
%80 = srem i32 %77, %79
%81 = icmp eq i32 %80, 0
br i1 %81, label %82, label %83
82: ; preds = %76
br label %16
83: ; preds = %76
br label %84
84: ; preds = %83
%85 = load i32*, i32** %10
%86 = getelementptr inbounds i32, i32* %85, i32 1
store i32* %86, i32** %10
br label %72
87: ; preds = %72
%88 = load i32, i32* %9
%89 = load i32*, i32** %6
%90 = getelementptr inbounds i32, i32* %89, i32 1
store i32* %90, i32** %6
store i32 %88, i32* %89
%91 = load i32*, i32** %6
%92 = load i32*, i32** %3
%93 = icmp eq i32* %91, %92
br i1 %93, label %94, label %95
94: ; preds = %87
br label %96
95: ; preds = %87
br label %15
96: ; preds = %94, %54
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @calc_primes(i32* readnone %0, i32* %1) {
%3 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 2
br label %4
4: ; preds = %61, %2
%5 = phi i32* [ %3, %2 ], [ %62, %61 ]
%6 = phi i64 [ 2, %2 ], [ %39, %61 ]
%7 = phi i32 [ 25, %2 ], [ %40, %61 ]
%8 = phi i32 [ 1, %2 ], [ %36, %61 ]
%9 = add nuw nsw i32 %8, 4
%10 = icmp slt i32 %9, %7
br i1 %10, label %11, label %16
11: ; preds = %16, %4
%12 = phi i64 [ %6, %4 ], [ %18, %16 ]
%13 = phi i32 [ %7, %4 ], [ %21, %16 ]
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %12
%15 = icmp sgt i64 %12, 2
br i1 %15, label %25, label %31
16: ; preds = %4, %16
%17 = phi i64 [ %18, %16 ], [ %6, %4 ]
%18 = add nsw i64 %17, 1
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %18
%20 = load i32, i32* %19
%21 = mul nsw i32 %20, %20
%22 = icmp ult i32 %9, %21
br i1 %22, label %11, label %16
23: ; preds = %25
%24 = icmp ult i32* %30, %14
br i1 %24, label %25, label %31
25: ; preds = %11, %23
%26 = phi i32* [ %30, %23 ], [ %3, %11 ]
%27 = load i32, i32* %26
%28 = srem i32 %9, %27
%29 = icmp eq i32 %28, 0
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 1
br i1 %29, label %34, label %23
31: ; preds = %23, %11
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 1
store i32 %9, i32* %5
%33 = icmp eq i32* %32, %0
br i1 %33, label %63, label %34
34: ; preds = %25, %31
%35 = phi i32* [ %32, %31 ], [ %5, %25 ]
%36 = add nuw nsw i32 %8, 6
%37 = icmp slt i32 %36, %13
br i1 %37, label %38, label %43
38: ; preds = %43, %34
%39 = phi i64 [ %12, %34 ], [ %45, %43 ]
%40 = phi i32 [ %13, %34 ], [ %48, %43 ]
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %39
%42 = icmp sgt i64 %39, 2
br i1 %42, label %52, label %58
43: ; preds = %34, %43
%44 = phi i64 [ %45, %43 ], [ %12, %34 ]
%45 = add nsw i64 %44, 1
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %45
%47 = load i32, i32* %46
%48 = mul nsw i32 %47, %47
%49 = icmp ult i32 %36, %48
br i1 %49, label %38, label %43
50: ; preds = %52
%51 = icmp ult i32* %57, %41
br i1 %51, label %52, label %58
52: ; preds = %38, %50
%53 = phi i32* [ %57, %50 ], [ %3, %38 ]
%54 = load i32, i32* %53
%55 = srem i32 %36, %54
%56 = icmp eq i32 %55, 0
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %53, i64 1
br i1 %56, label %61, label %50
58: ; preds = %50, %38
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 1
store i32 %36, i32* %35
%60 = icmp eq i32* %59, %0
br i1 %60, label %63, label %61
61: ; preds = %52, %58
%62 = phi i32* [ %59, %58 ], [ %35, %52 ]
br label %4
63: ; preds = %58, %31
ret void
}