; 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_subtractmod(ptr noundef %0, ptr noundef %1, ptr noundef %2, ptr noundef %3) #1 {
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca ptr, align 8
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store ptr %2, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  store ptr %3, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  store i32 1, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %11

11:                                               ; preds = %48, %4
  %12 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %13 = icmp slt i32 %12, 9
  br i1 %13, label %14, label %51

14:                                               ; preds = %11
  %15 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %16 = getelementptr inbounds %struct.bignum256, ptr %15, i32 0, i32 0
  %17 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %18 = sext i32 %17 to i64
  %19 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %16, i64 0, i64 %18
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !9
  %21 = add i32 1073741823, %20
  %22 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %23 = getelementptr inbounds %struct.bignum256, ptr %22, i32 0, i32 0
  %24 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %23, i64 0, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !9
  %28 = mul i32 2, %27
  %29 = add i32 %21, %28
  %30 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %31 = getelementptr inbounds %struct.bignum256, ptr %30, i32 0, i32 0
  %32 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %33 = sext i32 %32 to i64
  %34 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %31, i64 0, i64 %33
  %35 = load i32, ptr %34, align 4, !tbaa !9
  %36 = sub i32 %29, %35
  %37 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %38 = add i32 %37, %36
  store i32 %38, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %39 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %40 = and i32 %39, 1073741823
  %41 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %42 = getelementptr inbounds %struct.bignum256, ptr %41, i32 0, i32 0
  %43 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %44 = sext i32 %43 to i64
  %45 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %42, i64 0, i64 %44
  store i32 %40, ptr %45, align 4, !tbaa !9
  %46 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %47 = lshr i32 %46, 30
  store i32 %47, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %48

48:                                               ; preds = %14
  %49 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %50 = add nsw i32 %49, 1
  store i32 %50, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %11, !llvm.loop !11

51:                                               ; preds = %11
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #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_subtractmod(ptr nocapture noundef readonly %0, ptr nocapture noundef readonly %1, ptr nocapture noundef writeonly %2, ptr nocapture noundef readonly %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = load i32, ptr %0, align 4, !tbaa !5
  %6 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %7 = shl i32 %6, 1
  %8 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %9 = add i32 %5, 1073741824
  %10 = add i32 %9, %7
  %11 = sub i32 %10, %8
  %12 = and i32 %11, 1073741823
  store i32 %12, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %13 = lshr i32 %11, 30
  %14 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 4
  %15 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %16 = getelementptr inbounds i8, ptr %3, i64 4
  %17 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !5
  %18 = shl i32 %17, 1
  %19 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 4
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  %21 = add nuw nsw i32 %13, 1073741823
  %22 = add i32 %21, %15
  %23 = add i32 %22, %18
  %24 = sub i32 %23, %20
  %25 = and i32 %24, 1073741823
  %26 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 4
  store i32 %25, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %27 = lshr i32 %24, 30
  %28 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 8
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %30 = getelementptr inbounds i8, ptr %3, i64 8
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  %32 = shl i32 %31, 1
  %33 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 8
  %34 = load i32, ptr %33, align 4, !tbaa !5
  %35 = add nuw nsw i32 %27, 1073741823
  %36 = add i32 %35, %29
  %37 = add i32 %36, %32
  %38 = sub i32 %37, %34
  %39 = and i32 %38, 1073741823
  %40 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 8
  store i32 %39, ptr %40, align 4, !tbaa !5
  %41 = lshr i32 %38, 30
  %42 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 12
  %43 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !5
  %44 = getelementptr inbounds i8, ptr %3, i64 12
  %45 = load i32, ptr %44, align 4, !tbaa !5
  %46 = shl i32 %45, 1
  %47 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 12
  %48 = load i32, ptr %47, align 4, !tbaa !5
  %49 = add nuw nsw i32 %41, 1073741823
  %50 = add i32 %49, %43
  %51 = add i32 %50, %46
  %52 = sub i32 %51, %48
  %53 = and i32 %52, 1073741823
  %54 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 12
  store i32 %53, ptr %54, align 4, !tbaa !5
  %55 = lshr i32 %52, 30
  %56 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 16
  %57 = load i32, ptr %56, align 4, !tbaa !5
  %58 = getelementptr inbounds i8, ptr %3, i64 16
  %59 = load i32, ptr %58, align 4, !tbaa !5
  %60 = shl i32 %59, 1
  %61 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 16
  %62 = load i32, ptr %61, align 4, !tbaa !5
  %63 = add nuw nsw i32 %55, 1073741823
  %64 = add i32 %63, %57
  %65 = add i32 %64, %60
  %66 = sub i32 %65, %62
  %67 = and i32 %66, 1073741823
  %68 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 16
  store i32 %67, ptr %68, align 4, !tbaa !5
  %69 = lshr i32 %66, 30
  %70 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 20
  %71 = load i32, ptr %70, align 4, !tbaa !5
  %72 = getelementptr inbounds i8, ptr %3, i64 20
  %73 = load i32, ptr %72, align 4, !tbaa !5
  %74 = shl i32 %73, 1
  %75 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 20
  %76 = load i32, ptr %75, align 4, !tbaa !5
  %77 = add nuw nsw i32 %69, 1073741823
  %78 = add i32 %77, %71
  %79 = add i32 %78, %74
  %80 = sub i32 %79, %76
  %81 = and i32 %80, 1073741823
  %82 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 20
  store i32 %81, ptr %82, align 4, !tbaa !5
  %83 = lshr i32 %80, 30
  %84 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 24
  %85 = load i32, ptr %84, align 4, !tbaa !5
  %86 = getelementptr inbounds i8, ptr %3, i64 24
  %87 = load i32, ptr %86, align 4, !tbaa !5
  %88 = shl i32 %87, 1
  %89 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 24
  %90 = load i32, ptr %89, align 4, !tbaa !5
  %91 = add nuw nsw i32 %83, 1073741823
  %92 = add i32 %91, %85
  %93 = add i32 %92, %88
  %94 = sub i32 %93, %90
  %95 = and i32 %94, 1073741823
  %96 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 24
  store i32 %95, ptr %96, align 4, !tbaa !5
  %97 = lshr i32 %94, 30
  %98 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 28
  %99 = load i32, ptr %98, align 4, !tbaa !5
  %100 = getelementptr inbounds i8, ptr %3, i64 28
  %101 = load i32, ptr %100, align 4, !tbaa !5
  %102 = shl i32 %101, 1
  %103 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 28
  %104 = load i32, ptr %103, align 4, !tbaa !5
  %105 = add nuw nsw i32 %97, 1073741823
  %106 = add i32 %105, %99
  %107 = add i32 %106, %102
  %108 = sub i32 %107, %104
  %109 = and i32 %108, 1073741823
  %110 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 28
  store i32 %109, ptr %110, align 4, !tbaa !5
  %111 = lshr i32 %108, 30
  %112 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 32
  %113 = load i32, ptr %112, align 4, !tbaa !5
  %114 = getelementptr inbounds i8, ptr %3, i64 32
  %115 = load i32, ptr %114, align 4, !tbaa !5
  %116 = shl i32 %115, 1
  %117 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 32
  %118 = load i32, ptr %117, align 4, !tbaa !5
  %119 = add nuw nsw i32 %111, 1073741823
  %120 = add i32 %119, %113
  %121 = add i32 %120, %116
  %122 = sub i32 %121, %118
  %123 = and i32 %122, 1073741823
  %124 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 32
  store i32 %123, ptr %124, 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