; LLVM IR from intel/cryptography-primitives :: sources/ippcp (gsmod_montfactor)

; Unoptimized IR (clang -disable-llvm-passes):
target datalayout = "e-m:e-p270:32:32-p271:32:32-p272:64:64-i64:64-i128:128-f80:128-n8:16:32:64-S128"
target triple = "x86_64-unknown-linux-gnu"

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i64 @gsMontFactor(i64 noundef %0) #0 {
  %2 = alloca i64, align 8
  %3 = alloca i64, align 8
  %4 = alloca i64, align 8
  %5 = alloca i64, align 8
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i64, align 8
  %8 = alloca i64, align 8
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca i64, align 8
  %11 = alloca i64, align 8
  %12 = alloca i64, align 8
  %13 = alloca i64, align 8
  %14 = alloca i64, align 8
  %15 = alloca i64, align 8
  %16 = alloca i64, align 8
  store i64 %0, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %3) #2
  store i64 1, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %4) #2
  store i64 2, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %5) #2
  %17 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %18 = mul i64 2, %17
  %19 = sub i64 %18, 1
  store i64 %19, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  store i32 2, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %20

20:                                               ; preds = %84, %1
  %21 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %22 = icmp sle i32 %21, 64
  br i1 %22, label %23, label %89

23:                                               ; preds = %20
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #2
  br label %24

24:                                               ; preds = %23
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #2
  %25 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %26 = and i64 %25, 4294967295
  store i64 %26, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %10) #2
  %27 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %28 = lshr i64 %27, 32
  store i64 %28, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %11) #2
  %29 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %30 = and i64 %29, 4294967295
  store i64 %30, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %12) #2
  %31 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %32 = lshr i64 %31, 32
  store i64 %32, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %13) #2
  %33 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %34 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %35 = mul i64 %33, %34
  store i64 %35, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %14) #2
  %36 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %37 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %38 = mul i64 %36, %37
  store i64 %38, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %15) #2
  %39 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %40 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %41 = mul i64 %39, %40
  store i64 %41, ptr %15, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %16) #2
  %42 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %43 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %44 = mul i64 %42, %43
  store i64 %44, ptr %16, align 8, !tbaa !5
  %45 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %46 = lshr i64 %45, 32
  %47 = load i64, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %48 = add i64 %47, %46
  store i64 %48, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %49 = load i64, ptr %15, align 8, !tbaa !5
  %50 = load i64, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %51 = add i64 %50, %49
  store i64 %51, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %52 = load i64, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %53 = load i64, ptr %15, align 8, !tbaa !5
  %54 = icmp ult i64 %52, %53
  br i1 %54, label %55, label %58

55:                                               ; preds = %24
  %56 = load i64, ptr %16, align 8, !tbaa !5
  %57 = add i64 %56, 4294967296
  store i64 %57, ptr %16, align 8, !tbaa !5
  br label %58

58:                                               ; preds = %55, %24
  %59 = load i64, ptr %16, align 8, !tbaa !5
  %60 = load i64, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %61 = lshr i64 %60, 32
  %62 = add i64 %59, %61
  store i64 %62, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %63 = load i64, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %64 = shl i64 %63, 32
  %65 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %66 = and i64 %65, 4294967295
  %67 = add i64 %64, %66
  store i64 %67, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %16) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %15) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %14) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %13) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %12) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #2
  br label %68

68:                                               ; preds = %58
  br label %69

69:                                               ; preds = %68
  %70 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %71 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %72 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %73 = and i64 %71, %72
  %74 = icmp ult i64 %70, %73
  br i1 %74, label %75, label %79

75:                                               ; preds = %69
  %76 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %77 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %78 = add i64 %77, %76
  store i64 %78, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  br label %79

79:                                               ; preds = %75, %69
  %80 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %81 = add i64 %80, 1
  %82 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %83 = add i64 %82, %81
  store i64 %83, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %7) #2
  br label %84

84:                                               ; preds = %79
  %85 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %86 = add nsw i32 %85, 1
  store i32 %86, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %87 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %88 = shl i64 %87, 1
  store i64 %88, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  br label %20, !llvm.loop !11

89:                                               ; preds = %20
  %90 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %91 = sub i64 0, %90
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %5) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %4) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %3) #2
  ret i64 %91
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

attributes #0 = { nounwind uwtable "min-legal-vector-width"="0" "no-trapping-math"="true" "stack-protector-buffer-size"="8" "target-cpu"="x86-64" "target-features"="+cmov,+cx8,+fxsr,+mmx,+sse,+sse2,+x87" "tune-cpu"="generic" }
attributes #1 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #2 = { nounwind }

!llvm.module.flags = !{!0, !1, !2, !3}
!llvm.ident = !{!4}

!0 = !{i32 1, !"wchar_size", i32 4}
!1 = !{i32 8, !"PIC Level", i32 2}
!2 = !{i32 7, !"PIE Level", i32 2}
!3 = !{i32 7, !"uwtable", i32 2}
!4 = !{!"clang version 19.1.0 (git@github.com:llvm/llvm-project.git a4bf6cd7cfb1a1421ba92bca9d017b49936c55e4)"}
!5 = !{!6, !6, i64 0}
!6 = !{!"long long", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; Optimized IR (opt -passes='default<O3>'):
target datalayout = "e-m:e-p270:32:32-p271:32:32-p272:64:64-i64:64-i128:128-f80:128-n8:16:32:64-S128"
target triple = "x86_64-unknown-linux-gnu"

; Function Attrs: nofree norecurse nosync nounwind memory(none) uwtable
define dso_local i64 @gsMontFactor(i64 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  br label %2

2:                                                ; preds = %7, %1
  %.03542 = phi i64 [ 1, %1 ], [ %.1.1, %7 ]
  %.03641 = phi i64 [ 2, %1 ], [ %16, %7 ]
  %.03740 = phi i64 [ 3, %1 ], [ %14, %7 ]
  %.03839 = phi i32 [ 2, %1 ], [ %15, %7 ]
  %3 = mul i64 %.03542, %0
  %4 = and i64 %3, %.03740
  %5 = icmp ult i64 %.03641, %4
  %6 = select i1 %5, i64 %.03641, i64 0
  %.1 = add i64 %6, %.03542
  %exitcond.not = icmp eq i32 %.03839, 64
  br i1 %exitcond.not, label %17, label %7, !llvm.loop !5

7:                                                ; preds = %2
  %8 = shl i64 %.03641, 1
  %reass.add = shl i64 %.03740, 1
  %9 = or disjoint i64 %reass.add, 1
  %10 = mul i64 %.1, %0
  %11 = and i64 %10, %9
  %12 = icmp ult i64 %8, %11
  %13 = select i1 %12, i64 %8, i64 0
  %.1.1 = add i64 %13, %.1
  %reass.add.1 = shl i64 %9, 1
  %14 = or disjoint i64 %reass.add.1, 1
  %15 = add nuw nsw i32 %.03839, 2
  %16 = shl i64 %.03641, 2
  br label %2

17:                                               ; preds = %2
  %18 = sub i64 0, %.1
  ret i64 %18
}

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind memory(none) uwtable "min-legal-vector-width"="0" "no-trapping-math"="true" "stack-protector-buffer-size"="8" "target-cpu"="x86-64" "target-features"="+cmov,+cx8,+fxsr,+mmx,+sse,+sse2,+x87" "tune-cpu"="generic" }

!llvm.module.flags = !{!0, !1, !2, !3}
!llvm.ident = !{!4}

!0 = !{i32 1, !"wchar_size", i32 4}
!1 = !{i32 8, !"PIC Level", i32 2}
!2 = !{i32 7, !"PIE Level", i32 2}
!3 = !{i32 7, !"uwtable", i32 2}
!4 = !{!"clang version 19.1.0 (git@github.com:llvm/llvm-project.git a4bf6cd7cfb1a1421ba92bca9d017b49936c55e4)"}
!5 = distinct !{!5, !6}
!6 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass