; LLVM IR from rweather/lightweight-crypto :: src/combined (internal-grain128)

; 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.grain128_state_t = type { [4 x i32], [4 x i32], i64, i64, [16 x i8], 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 i32 @grain128_preoutput(ptr noundef %0) #1 {
  %2 = alloca ptr, align 8
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #2
  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 4, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #2
  %14 = load ptr, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %15 = getelementptr inbounds %struct.grain128_state_t, ptr %14, i32 0, i32 0
  %16 = getelementptr inbounds [4 x i32], ptr %15, i64 0, i64 0
  %17 = load i32, ptr %16, align 8, !tbaa !9
  store i32 %17, ptr %3, align 4, !tbaa !9
  %18 = load ptr, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %19 = getelementptr inbounds %struct.grain128_state_t, ptr %18, i32 0, i32 0
  %20 = getelementptr inbounds [4 x i32], ptr %19, i64 0, i64 1
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !9
  store i32 %21, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %22 = load ptr, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %23 = getelementptr inbounds %struct.grain128_state_t, ptr %22, i32 0, i32 0
  %24 = getelementptr inbounds [4 x i32], ptr %23, i64 0, i64 2
  %25 = load i32, ptr %24, align 8, !tbaa !9
  store i32 %25, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %26 = load ptr, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %27 = getelementptr inbounds %struct.grain128_state_t, ptr %26, i32 0, i32 0
  %28 = getelementptr inbounds [4 x i32], ptr %27, i64 0, i64 3
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !9
  store i32 %29, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %30 = load ptr, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %31 = getelementptr inbounds %struct.grain128_state_t, ptr %30, i32 0, i32 1
  %32 = getelementptr inbounds [4 x i32], ptr %31, i64 0, i64 0
  %33 = load i32, ptr %32, align 8, !tbaa !9
  store i32 %33, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %34 = load ptr, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %35 = getelementptr inbounds %struct.grain128_state_t, ptr %34, i32 0, i32 1
  %36 = getelementptr inbounds [4 x i32], ptr %35, i64 0, i64 1
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !9
  store i32 %37, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %38 = load ptr, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %39 = getelementptr inbounds %struct.grain128_state_t, ptr %38, i32 0, i32 1
  %40 = getelementptr inbounds [4 x i32], ptr %39, i64 0, i64 2
  %41 = load i32, ptr %40, align 8, !tbaa !9
  store i32 %41, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %42 = load ptr, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %43 = getelementptr inbounds %struct.grain128_state_t, ptr %42, i32 0, i32 1
  %44 = getelementptr inbounds [4 x i32], ptr %43, i64 0, i64 3
  %45 = load i32, ptr %44, align 4, !tbaa !9
  store i32 %45, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %46 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %47 = shl i32 %46, 12
  %48 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %49 = lshr i32 %48, 20
  %50 = xor i32 %47, %49
  store i32 %50, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %51 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %52 = shl i32 %51, 31
  %53 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %54 = lshr i32 %53, 1
  %55 = xor i32 %52, %54
  store i32 %55, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %56 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %57 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !9
  %58 = shl i32 %57, 8
  %59 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %60 = lshr i32 %59, 24
  %61 = xor i32 %58, %60
  %62 = and i32 %56, %61
  store i32 %62, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %63 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !9
  %64 = shl i32 %63, 13
  %65 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %66 = lshr i32 %65, 19
  %67 = xor i32 %64, %66
  %68 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !9
  %69 = shl i32 %68, 20
  %70 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %71 = lshr i32 %70, 12
  %72 = xor i32 %69, %71
  %73 = and i32 %67, %72
  %74 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %75 = xor i32 %74, %73
  store i32 %75, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %76 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %77 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %78 = shl i32 %77, 10
  %79 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %80 = lshr i32 %79, 22
  %81 = xor i32 %78, %80
  %82 = and i32 %76, %81
  %83 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %84 = xor i32 %83, %82
  store i32 %84, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %85 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %86 = shl i32 %85, 28
  %87 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %88 = lshr i32 %87, 4
  %89 = xor i32 %86, %88
  %90 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %91 = shl i32 %90, 15
  %92 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %93 = lshr i32 %92, 17
  %94 = xor i32 %91, %93
  %95 = and i32 %89, %94
  %96 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %97 = xor i32 %96, %95
  store i32 %97, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %98 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %99 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %100 = and i32 %98, %99
  %101 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %102 = shl i32 %101, 30
  %103 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %104 = lshr i32 %103, 2
  %105 = xor i32 %102, %104
  %106 = and i32 %100, %105
  %107 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %108 = xor i32 %107, %106
  store i32 %108, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %109 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %110 = shl i32 %109, 29
  %111 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %112 = lshr i32 %111, 3
  %113 = xor i32 %110, %112
  %114 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %115 = xor i32 %114, %113
  store i32 %115, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %116 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %117 = shl i32 %116, 2
  %118 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %119 = lshr i32 %118, 30
  %120 = xor i32 %117, %119
  %121 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %122 = xor i32 %121, %120
  store i32 %122, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %123 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %124 = shl i32 %123, 15
  %125 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %126 = lshr i32 %125, 17
  %127 = xor i32 %124, %126
  %128 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %129 = xor i32 %128, %127
  store i32 %129, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %130 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %131 = shl i32 %130, 4
  %132 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %133 = lshr i32 %132, 28
  %134 = xor i32 %131, %133
  %135 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %136 = xor i32 %135, %134
  store i32 %136, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %137 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %138 = shl i32 %137, 13
  %139 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %140 = lshr i32 %139, 19
  %141 = xor i32 %138, %140
  %142 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %143 = xor i32 %142, %141
  store i32 %143, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %144 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %145 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %146 = xor i32 %145, %144
  store i32 %146, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %147 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %148 = shl i32 %147, 9
  %149 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %150 = lshr i32 %149, 23
  %151 = xor i32 %148, %150
  %152 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %153 = xor i32 %152, %151
  store i32 %153, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %154 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %155 = shl i32 %154, 25
  %156 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %157 = lshr i32 %156, 7
  %158 = xor i32 %155, %157
  %159 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %160 = xor i32 %159, %158
  store i32 %160, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %161 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, 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
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #2
  ret i32 %161
}

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}


; 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: read) uwtable
define dso_local i32 @grain128_preoutput(ptr nocapture noundef readonly %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = load i32, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  %3 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 4
  %4 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %5 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 8
  %6 = load i32, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %7 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 12
  %8 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %9 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 16
  %10 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 24
  %11 = load i32, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %12 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 28
  %13 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %14 = tail call i32 @llvm.fshl.i32(i32 %11, i32 %13, i32 31)
  %15 = tail call i32 @llvm.fshl.i32(i32 %2, i32 %4, i32 8)
  %16 = tail call i32 @llvm.fshl.i32(i32 %2, i32 %4, i32 13)
  %17 = tail call i32 @llvm.fshl.i32(i32 %2, i32 %4, i32 20)
  %18 = and i32 %16, %17
  %19 = tail call i32 @llvm.fshl.i32(i32 %4, i32 %6, i32 10)
  %20 = and i32 %14, %19
  %21 = tail call i32 @llvm.fshl.i32(i32 %4, i32 %6, i32 28)
  %22 = tail call i32 @llvm.fshl.i32(i32 %6, i32 %8, i32 15)
  %23 = and i32 %22, %21
  %24 = tail call i32 @llvm.fshl.i32(i32 %6, i32 %8, i32 30)
  %25 = tail call i32 @llvm.fshl.i32(i32 %6, i32 %8, i32 29)
  %26 = load <2 x i32>, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %27 = shufflevector <2 x i32> %26, <2 x i32> poison, <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 0, i32 1>
  %28 = extractelement <2 x i32> %26, i64 0
  %29 = extractelement <2 x i32> %26, i64 1
  %30 = tail call i32 @llvm.fshl.i32(i32 %28, i32 %29, i32 12)
  %31 = and i32 %30, %15
  %32 = and i32 %30, %24
  %33 = and i32 %32, %14
  %34 = shufflevector <2 x i32> %26, <2 x i32> poison, <4 x i32> <i32 1, i32 poison, i32 poison, i32 poison>
  %35 = insertelement <4 x i32> %34, i32 %11, i64 1
  %36 = shufflevector <4 x i32> %35, <4 x i32> poison, <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 0, i32 1>
  %37 = tail call <4 x i32> @llvm.fshl.v4i32(<4 x i32> %27, <4 x i32> %36, <4 x i32> <i32 2, i32 4, i32 15, i32 13>)
  %38 = tail call i32 @llvm.fshl.i32(i32 %11, i32 %13, i32 9)
  %39 = tail call i32 @llvm.fshl.i32(i32 %11, i32 %13, i32 25)
  %40 = tail call i32 @llvm.vector.reduce.xor.v4i32(<4 x i32> %37)
  %op.rdx = xor i32 %40, %25
  %op.rdx57 = xor i32 %38, %39
  %op.rdx58 = xor i32 %18, %23
  %op.rdx59 = xor i32 %31, %20
  %op.rdx60 = xor i32 %33, %11
  %op.rdx61 = xor i32 %op.rdx, %op.rdx57
  %op.rdx62 = xor i32 %op.rdx58, %op.rdx59
  %op.rdx63 = xor i32 %op.rdx61, %op.rdx62
  %op.rdx64 = xor i32 %op.rdx63, %op.rdx60
  ret i32 %op.rdx64
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.fshl.i32(i32, i32, i32) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare <4 x i32> @llvm.fshl.v4i32(<4 x i32>, <4 x i32>, <4 x i32>) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.vector.reduce.xor.v4i32(<4 x i32>) #1

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


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GlobalOptPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SLPVectorizerPass,SROAPass,TailCallElimPass