; LLVM IR from stamparm/cryptospecs :: symmetrical/sources (idea)

; 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: 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 @ExpandUserKey(ptr noundef %0, ptr noundef %1) #1 {
  %3 = alloca ptr, align 8
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca i16, align 2
  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 2, ptr %5) #2
  store i16 0, ptr %5, align 2, !tbaa !9
  br label %6

6:                                                ; preds = %20, %2
  %7 = load i16, ptr %5, align 2, !tbaa !9
  %8 = zext i16 %7 to i32
  %9 = icmp slt i32 %8, 8
  br i1 %9, label %10, label %23

10:                                               ; preds = %6
  %11 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %12 = load i16, ptr %5, align 2, !tbaa !9
  %13 = zext i16 %12 to i64
  %14 = getelementptr inbounds i16, ptr %11, i64 %13
  %15 = load i16, ptr %14, align 2, !tbaa !9
  %16 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %17 = load i16, ptr %5, align 2, !tbaa !9
  %18 = zext i16 %17 to i64
  %19 = getelementptr inbounds i16, ptr %16, i64 %18
  store i16 %15, ptr %19, align 2, !tbaa !9
  br label %20

20:                                               ; preds = %10
  %21 = load i16, ptr %5, align 2, !tbaa !9
  %22 = add i16 %21, 1
  store i16 %22, ptr %5, align 2, !tbaa !9
  br label %6, !llvm.loop !11

23:                                               ; preds = %6
  br label %24

24:                                               ; preds = %115, %23
  %25 = load i16, ptr %5, align 2, !tbaa !9
  %26 = zext i16 %25 to i32
  %27 = icmp slt i32 %26, 52
  br i1 %27, label %28, label %118

28:                                               ; preds = %24
  %29 = load i16, ptr %5, align 2, !tbaa !9
  %30 = zext i16 %29 to i32
  %31 = and i32 %30, 7
  %32 = icmp eq i32 %31, 6
  br i1 %32, label %33, label %58

33:                                               ; preds = %28
  %34 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %35 = load i16, ptr %5, align 2, !tbaa !9
  %36 = zext i16 %35 to i32
  %37 = sub nsw i32 %36, 7
  %38 = sext i32 %37 to i64
  %39 = getelementptr inbounds i16, ptr %34, i64 %38
  %40 = load i16, ptr %39, align 2, !tbaa !9
  %41 = zext i16 %40 to i32
  %42 = shl i32 %41, 9
  %43 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %44 = load i16, ptr %5, align 2, !tbaa !9
  %45 = zext i16 %44 to i32
  %46 = sub nsw i32 %45, 14
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = getelementptr inbounds i16, ptr %43, i64 %47
  %49 = load i16, ptr %48, align 2, !tbaa !9
  %50 = zext i16 %49 to i32
  %51 = ashr i32 %50, 7
  %52 = xor i32 %42, %51
  %53 = trunc i32 %52 to i16
  %54 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %55 = load i16, ptr %5, align 2, !tbaa !9
  %56 = zext i16 %55 to i64
  %57 = getelementptr inbounds i16, ptr %54, i64 %56
  store i16 %53, ptr %57, align 2, !tbaa !9
  br label %114

58:                                               ; preds = %28
  %59 = load i16, ptr %5, align 2, !tbaa !9
  %60 = zext i16 %59 to i32
  %61 = and i32 %60, 7
  %62 = icmp eq i32 %61, 7
  br i1 %62, label %63, label %88

63:                                               ; preds = %58
  %64 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %65 = load i16, ptr %5, align 2, !tbaa !9
  %66 = zext i16 %65 to i32
  %67 = sub nsw i32 %66, 15
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds i16, ptr %64, i64 %68
  %70 = load i16, ptr %69, align 2, !tbaa !9
  %71 = zext i16 %70 to i32
  %72 = shl i32 %71, 9
  %73 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %74 = load i16, ptr %5, align 2, !tbaa !9
  %75 = zext i16 %74 to i32
  %76 = sub nsw i32 %75, 14
  %77 = sext i32 %76 to i64
  %78 = getelementptr inbounds i16, ptr %73, i64 %77
  %79 = load i16, ptr %78, align 2, !tbaa !9
  %80 = zext i16 %79 to i32
  %81 = ashr i32 %80, 7
  %82 = xor i32 %72, %81
  %83 = trunc i32 %82 to i16
  %84 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %85 = load i16, ptr %5, align 2, !tbaa !9
  %86 = zext i16 %85 to i64
  %87 = getelementptr inbounds i16, ptr %84, i64 %86
  store i16 %83, ptr %87, align 2, !tbaa !9
  br label %113

88:                                               ; preds = %58
  %89 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %90 = load i16, ptr %5, align 2, !tbaa !9
  %91 = zext i16 %90 to i32
  %92 = sub nsw i32 %91, 7
  %93 = sext i32 %92 to i64
  %94 = getelementptr inbounds i16, ptr %89, i64 %93
  %95 = load i16, ptr %94, align 2, !tbaa !9
  %96 = zext i16 %95 to i32
  %97 = shl i32 %96, 9
  %98 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %99 = load i16, ptr %5, align 2, !tbaa !9
  %100 = zext i16 %99 to i32
  %101 = sub nsw i32 %100, 6
  %102 = sext i32 %101 to i64
  %103 = getelementptr inbounds i16, ptr %98, i64 %102
  %104 = load i16, ptr %103, align 2, !tbaa !9
  %105 = zext i16 %104 to i32
  %106 = ashr i32 %105, 7
  %107 = xor i32 %97, %106
  %108 = trunc i32 %107 to i16
  %109 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %110 = load i16, ptr %5, align 2, !tbaa !9
  %111 = zext i16 %110 to i64
  %112 = getelementptr inbounds i16, ptr %109, i64 %111
  store i16 %108, ptr %112, align 2, !tbaa !9
  br label %113

113:                                              ; preds = %88, %63
  br label %114

114:                                              ; preds = %113, %33
  br label %115

115:                                              ; preds = %114
  %116 = load i16, ptr %5, align 2, !tbaa !9
  %117 = add i16 %116, 1
  store i16 %117, ptr %5, align 2, !tbaa !9
  br label %24, !llvm.loop !13

118:                                              ; preds = %24
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 2, 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 = !{!"short", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}


; 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(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @ExpandUserKey(ptr nocapture noundef readonly %0, ptr nocapture noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
.lr.ph.preheader:
  %2 = load i16, ptr %0, align 2, !tbaa !5
  store i16 %2, ptr %1, align 2, !tbaa !5
  %3 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 2
  %4 = load i16, ptr %3, align 2, !tbaa !5
  %5 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 2
  store i16 %4, ptr %5, align 2, !tbaa !5
  %6 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 4
  %7 = load i16, ptr %6, align 2, !tbaa !5
  %8 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 4
  store i16 %7, ptr %8, align 2, !tbaa !5
  %9 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 6
  %10 = load i16, ptr %9, align 2, !tbaa !5
  %11 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 6
  store i16 %10, ptr %11, align 2, !tbaa !5
  %12 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 8
  %13 = load i16, ptr %12, align 2, !tbaa !5
  %14 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 8
  store i16 %13, ptr %14, align 2, !tbaa !5
  %15 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 10
  %16 = load i16, ptr %15, align 2, !tbaa !5
  %17 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 10
  store i16 %16, ptr %17, align 2, !tbaa !5
  %18 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 12
  %19 = load i16, ptr %18, align 2, !tbaa !5
  %20 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 12
  store i16 %19, ptr %20, align 2, !tbaa !5
  %21 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 14
  %22 = load i16, ptr %21, align 2, !tbaa !5
  %23 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 14
  store i16 %22, ptr %23, align 2, !tbaa !5
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph.preheader
  %indvars.iv = phi i64 [ 8, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next.1, %.lr.ph ]
  %24 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i16
  %25 = and i16 %24, 6
  %26 = getelementptr i16, ptr %1, i64 %indvars.iv
  %cond = icmp eq i16 %25, 6
  %spec.select = select i1 %cond, i64 -28, i64 -12
  %27 = getelementptr i8, ptr %26, i64 -14
  %28 = load i16, ptr %27, align 2, !tbaa !5
  %29 = getelementptr i8, ptr %26, i64 %spec.select
  %30 = load i16, ptr %29, align 2, !tbaa !5
  %31 = tail call i16 @llvm.fshl.i16(i16 %28, i16 %30, i16 9)
  store i16 %31, ptr %26, align 2, !tbaa !5
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %32 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv.next to i16
  %33 = and i16 %32, 7
  %34 = getelementptr i16, ptr %1, i64 %indvars.iv.next
  %cond37 = icmp eq i16 %33, 7
  %. = select i1 %cond37, i64 -30, i64 -14
  %.38 = select i1 %cond37, i64 -28, i64 -12
  %35 = getelementptr i8, ptr %34, i64 %.
  %36 = load i16, ptr %35, align 2, !tbaa !5
  %37 = getelementptr i8, ptr %34, i64 %.38
  %38 = load i16, ptr %37, align 2, !tbaa !5
  %39 = tail call i16 @llvm.fshl.i16(i16 %36, i16 %38, i16 9)
  store i16 %39, ptr %34, align 2, !tbaa !5
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %exitcond.not.1 = icmp eq i64 %indvars.iv.next.1, 52
  br i1 %exitcond.not.1, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph
  ret void
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i16 @llvm.fshl.i16(i16, i16, i16) #1

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind 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" }
attributes #1 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }

!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 = !{!"short", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SCCPPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass