; 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_fast_mod(ptr noundef %0, ptr noundef %1) #1 {
  %3 = alloca ptr, align 8
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i64, align 8
  store ptr %0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %7) #2
  %8 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %9 = getelementptr inbounds %struct.bignum256, ptr %8, i32 0, i32 0
  %10 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %9, i64 0, i64 8
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %12 = lshr i32 %11, 16
  store i32 %12, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %13 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %14 = getelementptr inbounds %struct.bignum256, ptr %13, i32 0, i32 0
  %15 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %14, i64 0, i64 0
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %17 = zext i32 %16 to i64
  %18 = add i64 2305843009213693952, %17
  %19 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %20 = getelementptr inbounds %struct.bignum256, ptr %19, i32 0, i32 0
  %21 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %20, i64 0, i64 0
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !9
  %23 = zext i32 %22 to i64
  %24 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %25 = zext i32 %24 to i64
  %26 = mul i64 %23, %25
  %27 = sub i64 %18, %26
  store i64 %27, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %28 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %29 = and i64 %28, 1073741823
  %30 = trunc i64 %29 to i32
  %31 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %32 = getelementptr inbounds %struct.bignum256, ptr %31, i32 0, i32 0
  %33 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %32, i64 0, i64 0
  store i32 %30, ptr %33, align 4, !tbaa !9
  store i32 1, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %34

34:                                               ; preds = %69, %2
  %35 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %36 = icmp slt i32 %35, 9
  br i1 %36, label %37, label %72

37:                                               ; preds = %34
  %38 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %39 = lshr i64 %38, 30
  store i64 %39, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %40 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %41 = getelementptr inbounds %struct.bignum256, ptr %40, i32 0, i32 0
  %42 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %43 = sext i32 %42 to i64
  %44 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %41, i64 0, i64 %43
  %45 = load i32, ptr %44, align 4, !tbaa !9
  %46 = zext i32 %45 to i64
  %47 = add i64 2305843007066210304, %46
  %48 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %49 = getelementptr inbounds %struct.bignum256, ptr %48, i32 0, i32 0
  %50 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %51 = sext i32 %50 to i64
  %52 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %49, i64 0, i64 %51
  %53 = load i32, ptr %52, align 4, !tbaa !9
  %54 = zext i32 %53 to i64
  %55 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %56 = zext i32 %55 to i64
  %57 = mul i64 %54, %56
  %58 = sub i64 %47, %57
  %59 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %60 = add i64 %59, %58
  store i64 %60, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %61 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %62 = and i64 %61, 1073741823
  %63 = trunc i64 %62 to i32
  %64 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %65 = getelementptr inbounds %struct.bignum256, ptr %64, i32 0, i32 0
  %66 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %67 = sext i32 %66 to i64
  %68 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %65, i64 0, i64 %67
  store i32 %63, ptr %68, align 4, !tbaa !9
  br label %69

69:                                               ; preds = %37
  %70 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %71 = add nsw i32 %70, 1
  store i32 %71, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %34, !llvm.loop !13

72:                                               ; preds = %34
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #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 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"long", !7, i64 0}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"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_fast_mod(ptr nocapture noundef %0, ptr nocapture noundef readonly %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 32
  %4 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %5 = lshr i32 %4, 16
  %6 = load i32, ptr %0, align 4, !tbaa !5
  %7 = zext i32 %6 to i64
  %8 = or disjoint i64 %7, 2305843009213693952
  %9 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %10 = zext i32 %9 to i64
  %11 = zext nneg i32 %5 to i64
  %12 = mul nuw nsw i64 %10, %11
  %13 = sub nuw nsw i64 %8, %12
  %14 = trunc i64 %13 to i32
  %15 = and i32 %14, 1073741823
  store i32 %15, ptr %0, align 4, !tbaa !5
  %16 = lshr i64 %13, 30
  %17 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 4
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  %19 = zext i32 %18 to i64
  %20 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 4
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %22 = zext i32 %21 to i64
  %23 = mul nuw nsw i64 %11, %22
  %24 = add nuw nsw i64 %16, 2305843007066210304
  %25 = add nuw nsw i64 %24, %19
  %26 = sub nuw nsw i64 %25, %23
  %27 = trunc i64 %26 to i32
  %28 = and i32 %27, 1073741823
  store i32 %28, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  %29 = lshr i64 %26, 30
  %30 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 8
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  %32 = zext i32 %31 to i64
  %33 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 8
  %34 = load i32, ptr %33, align 4, !tbaa !5
  %35 = zext i32 %34 to i64
  %36 = mul nuw nsw i64 %11, %35
  %37 = add nuw nsw i64 %29, 2305843007066210304
  %38 = add nuw nsw i64 %37, %32
  %39 = sub nuw nsw i64 %38, %36
  %40 = trunc i64 %39 to i32
  %41 = and i32 %40, 1073741823
  store i32 %41, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  %42 = lshr i64 %39, 30
  %43 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 12
  %44 = load i32, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  %45 = zext i32 %44 to i64
  %46 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 12
  %47 = load i32, ptr %46, align 4, !tbaa !5
  %48 = zext i32 %47 to i64
  %49 = mul nuw nsw i64 %11, %48
  %50 = add nuw nsw i64 %42, 2305843007066210304
  %51 = add nuw nsw i64 %50, %45
  %52 = sub nuw nsw i64 %51, %49
  %53 = trunc i64 %52 to i32
  %54 = and i32 %53, 1073741823
  store i32 %54, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  %55 = lshr i64 %52, 30
  %56 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 16
  %57 = load i32, ptr %56, align 4, !tbaa !5
  %58 = zext i32 %57 to i64
  %59 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 16
  %60 = load i32, ptr %59, align 4, !tbaa !5
  %61 = zext i32 %60 to i64
  %62 = mul nuw nsw i64 %11, %61
  %63 = add nuw nsw i64 %55, 2305843007066210304
  %64 = add nuw nsw i64 %63, %58
  %65 = sub nuw nsw i64 %64, %62
  %66 = trunc i64 %65 to i32
  %67 = and i32 %66, 1073741823
  store i32 %67, ptr %56, align 4, !tbaa !5
  %68 = lshr i64 %65, 30
  %69 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 20
  %70 = load i32, ptr %69, align 4, !tbaa !5
  %71 = zext i32 %70 to i64
  %72 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 20
  %73 = load i32, ptr %72, align 4, !tbaa !5
  %74 = zext i32 %73 to i64
  %75 = mul nuw nsw i64 %11, %74
  %76 = add nuw nsw i64 %68, 2305843007066210304
  %77 = add nuw nsw i64 %76, %71
  %78 = sub nuw nsw i64 %77, %75
  %79 = trunc i64 %78 to i32
  %80 = and i32 %79, 1073741823
  store i32 %80, ptr %69, align 4, !tbaa !5
  %81 = lshr i64 %78, 30
  %82 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 24
  %83 = load i32, ptr %82, align 4, !tbaa !5
  %84 = zext i32 %83 to i64
  %85 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 24
  %86 = load i32, ptr %85, align 4, !tbaa !5
  %87 = zext i32 %86 to i64
  %88 = mul nuw nsw i64 %11, %87
  %89 = add nuw nsw i64 %81, 2305843007066210304
  %90 = add nuw nsw i64 %89, %84
  %91 = sub nuw nsw i64 %90, %88
  %92 = trunc i64 %91 to i32
  %93 = and i32 %92, 1073741823
  store i32 %93, ptr %82, align 4, !tbaa !5
  %94 = lshr i64 %91, 30
  %95 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 28
  %96 = load i32, ptr %95, align 4, !tbaa !5
  %97 = zext i32 %96 to i64
  %98 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 28
  %99 = load i32, ptr %98, align 4, !tbaa !5
  %100 = zext i32 %99 to i64
  %101 = mul nuw nsw i64 %11, %100
  %102 = add nuw nsw i64 %94, 2305843007066210304
  %103 = add nuw nsw i64 %102, %97
  %104 = sub nuw nsw i64 %103, %101
  %105 = trunc i64 %104 to i32
  %106 = and i32 %105, 1073741823
  store i32 %106, ptr %95, align 4, !tbaa !5
  %107 = lshr i64 %104, 30
  %108 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %109 = zext i32 %108 to i64
  %110 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 32
  %111 = load i32, ptr %110, align 4, !tbaa !5
  %112 = zext i32 %111 to i64
  %113 = mul nuw nsw i64 %11, %112
  %114 = add nuw nsw i64 %107, %109
  %115 = sub nsw i64 %114, %113
  %116 = trunc i64 %115 to i32
  %117 = and i32 %116, 1073741823
  store i32 %117, ptr %3, 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,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,LICMPass,LoopRotatePass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SCCPPass,SROAPass,SimplifyCFGPass