; LLVM IR from square/subzero :: core/trezor-crypto (bignum)

; 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"

%struct.bignum256 = type { [9 x i32] }

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @bn_subtract(ptr noundef %0, ptr noundef %1, ptr noundef %2) #1 {
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store ptr %2, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  store i32 1, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %9

9:                                                ; preds = %38, %3
  %10 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %11 = icmp slt i32 %10, 9
  br i1 %11, label %12, label %41

12:                                               ; preds = %9
  %13 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %14 = getelementptr inbounds %struct.bignum256, ptr %13, i32 0, i32 0
  %15 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %16 = sext i32 %15 to i64
  %17 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %14, i64 0, i64 %16
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  %19 = add i32 1073741823, %18
  %20 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %21 = getelementptr inbounds %struct.bignum256, ptr %20, i32 0, i32 0
  %22 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %23 = sext i32 %22 to i64
  %24 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %21, i64 0, i64 %23
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !9
  %26 = sub i32 %19, %25
  %27 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %28 = add i32 %27, %26
  store i32 %28, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %29 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %30 = and i32 %29, 1073741823
  %31 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %32 = getelementptr inbounds %struct.bignum256, ptr %31, i32 0, i32 0
  %33 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %34 = sext i32 %33 to i64
  %35 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %32, i64 0, i64 %34
  store i32 %30, ptr %35, align 4, !tbaa !9
  %36 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %37 = lshr i32 %36, 30
  store i32 %37, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %38

38:                                               ; preds = %12
  %39 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %40 = add nsw i32 %39, 1
  store i32 %40, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %9, !llvm.loop !11

41:                                               ; preds = %9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  ret void
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 #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 = !{!"any pointer", !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: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @bn_subtract(ptr nocapture noundef readonly %0, ptr nocapture noundef readonly %1, ptr nocapture noundef writeonly %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = load i32, ptr %0, align 4, !tbaa !5
  %5 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %6 = add i32 %4, 1073741824
  %7 = sub i32 %6, %5
  %8 = and i32 %7, 1073741823
  store i32 %8, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %9 = lshr i32 %7, 30
  %10 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 4
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 4
  %13 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %14 = add nuw nsw i32 %9, 1073741823
  %15 = add i32 %14, %11
  %16 = sub i32 %15, %13
  %17 = and i32 %16, 1073741823
  %18 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 4
  store i32 %17, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %19 = lshr i32 %16, 30
  %20 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 8
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %22 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 8
  %23 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  %24 = add nuw nsw i32 %19, 1073741823
  %25 = add i32 %24, %21
  %26 = sub i32 %25, %23
  %27 = and i32 %26, 1073741823
  %28 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 8
  store i32 %27, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %29 = lshr i32 %26, 30
  %30 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 12
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  %32 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 12
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !5
  %34 = add nuw nsw i32 %29, 1073741823
  %35 = add i32 %34, %31
  %36 = sub i32 %35, %33
  %37 = and i32 %36, 1073741823
  %38 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 12
  store i32 %37, ptr %38, align 4, !tbaa !5
  %39 = lshr i32 %36, 30
  %40 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 16
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !5
  %42 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 16
  %43 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !5
  %44 = add nuw nsw i32 %39, 1073741823
  %45 = add i32 %44, %41
  %46 = sub i32 %45, %43
  %47 = and i32 %46, 1073741823
  %48 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 16
  store i32 %47, ptr %48, align 4, !tbaa !5
  %49 = lshr i32 %46, 30
  %50 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 20
  %51 = load i32, ptr %50, align 4, !tbaa !5
  %52 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 20
  %53 = load i32, ptr %52, align 4, !tbaa !5
  %54 = add nuw nsw i32 %49, 1073741823
  %55 = add i32 %54, %51
  %56 = sub i32 %55, %53
  %57 = and i32 %56, 1073741823
  %58 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 20
  store i32 %57, ptr %58, align 4, !tbaa !5
  %59 = lshr i32 %56, 30
  %60 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 24
  %61 = load i32, ptr %60, align 4, !tbaa !5
  %62 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 24
  %63 = load i32, ptr %62, align 4, !tbaa !5
  %64 = add nuw nsw i32 %59, 1073741823
  %65 = add i32 %64, %61
  %66 = sub i32 %65, %63
  %67 = and i32 %66, 1073741823
  %68 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 24
  store i32 %67, ptr %68, align 4, !tbaa !5
  %69 = lshr i32 %66, 30
  %70 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 28
  %71 = load i32, ptr %70, align 4, !tbaa !5
  %72 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 28
  %73 = load i32, ptr %72, align 4, !tbaa !5
  %74 = add nuw nsw i32 %69, 1073741823
  %75 = add i32 %74, %71
  %76 = sub i32 %75, %73
  %77 = and i32 %76, 1073741823
  %78 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 28
  store i32 %77, ptr %78, align 4, !tbaa !5
  %79 = lshr i32 %76, 30
  %80 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 32
  %81 = load i32, ptr %80, align 4, !tbaa !5
  %82 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 32
  %83 = load i32, ptr %82, align 4, !tbaa !5
  %84 = add nuw nsw i32 %79, 1073741823
  %85 = add i32 %84, %81
  %86 = sub i32 %85, %83
  %87 = and i32 %86, 1073741823
  %88 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 32
  store i32 %87, ptr %88, align 4, !tbaa !5
  ret void
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) 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 = !{!6, !6, i64 0}
!6 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,LoopRotatePass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass