; 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 void @grain128_authenticate(ptr noundef %0, ptr noundef %1, i64 noundef %2) #1 {
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca i64, align 8
  %7 = alloca i8, align 1
  %8 = alloca i8, align 1
  %9 = alloca i8, align 1
  %10 = alloca i64, align 8
  %11 = alloca i64, align 8
  %12 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store i64 %2, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %10) #2
  %13 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %14 = getelementptr inbounds %struct.grain128_state_t, ptr %13, i32 0, i32 2
  %15 = load i64, ptr %14, align 8, !tbaa !11
  store i64 %15, ptr %10, align 8, !tbaa !15
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %11) #2
  %16 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %17 = getelementptr inbounds %struct.grain128_state_t, ptr %16, i32 0, i32 3
  %18 = load i64, ptr %17, align 8, !tbaa !16
  store i64 %18, ptr %11, align 8, !tbaa !15
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #2
  %19 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %20 = getelementptr inbounds %struct.grain128_state_t, ptr %19, i32 0, i32 5
  %21 = load i32, ptr %20, align 8, !tbaa !17
  store i32 %21, ptr %12, align 4, !tbaa !18
  br label %22

22:                                               ; preds = %78, %3
  %23 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %24 = icmp ugt i64 %23, 0
  br i1 %24, label %25, label %79

25:                                               ; preds = %22
  %26 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %27 = getelementptr inbounds i8, ptr %26, i32 1
  store ptr %27, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %28 = load i8, ptr %26, align 1, !tbaa !19
  store i8 %28, ptr %7, align 1, !tbaa !19
  %29 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %30 = add i64 %29, -1
  store i64 %30, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %31 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !18
  %32 = zext i32 %31 to i64
  %33 = icmp uge i64 %32, 16
  br i1 %33, label %34, label %36

34:                                               ; preds = %25
  %35 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  call void @grain128_next_keystream(ptr noundef %35)
  store i32 0, ptr %12, align 4, !tbaa !18
  br label %36

36:                                               ; preds = %34, %25
  %37 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %38 = getelementptr inbounds %struct.grain128_state_t, ptr %37, i32 0, i32 4
  %39 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !18
  %40 = add i32 %39, 1
  %41 = zext i32 %40 to i64
  %42 = getelementptr inbounds [16 x i8], ptr %38, i64 0, i64 %41
  %43 = load i8, ptr %42, align 1, !tbaa !19
  store i8 %43, ptr %8, align 1, !tbaa !19
  %44 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !18
  %45 = add i32 %44, 2
  store i32 %45, ptr %12, align 4, !tbaa !18
  store i8 0, ptr %9, align 1, !tbaa !19
  br label %46

46:                                               ; preds = %75, %36
  %47 = load i8, ptr %9, align 1, !tbaa !19
  %48 = zext i8 %47 to i32
  %49 = icmp slt i32 %48, 8
  br i1 %49, label %50, label %78

50:                                               ; preds = %46
  %51 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !15
  %52 = load i8, ptr %7, align 1, !tbaa !19
  %53 = zext i8 %52 to i32
  %54 = and i32 %53, 1
  %55 = sext i32 %54 to i64
  %56 = sub i64 0, %55
  %57 = and i64 %51, %56
  %58 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !15
  %59 = xor i64 %58, %57
  store i64 %59, ptr %10, align 8, !tbaa !15
  %60 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !15
  %61 = shl i64 %60, 1
  %62 = load i8, ptr %8, align 1, !tbaa !19
  %63 = zext i8 %62 to i32
  %64 = and i32 %63, 1
  %65 = sext i32 %64 to i64
  %66 = xor i64 %61, %65
  store i64 %66, ptr %11, align 8, !tbaa !15
  %67 = load i8, ptr %7, align 1, !tbaa !19
  %68 = zext i8 %67 to i32
  %69 = ashr i32 %68, 1
  %70 = trunc i32 %69 to i8
  store i8 %70, ptr %7, align 1, !tbaa !19
  %71 = load i8, ptr %8, align 1, !tbaa !19
  %72 = zext i8 %71 to i32
  %73 = ashr i32 %72, 1
  %74 = trunc i32 %73 to i8
  store i8 %74, ptr %8, align 1, !tbaa !19
  br label %75

75:                                               ; preds = %50
  %76 = load i8, ptr %9, align 1, !tbaa !19
  %77 = add i8 %76, 1
  store i8 %77, ptr %9, align 1, !tbaa !19
  br label %46, !llvm.loop !20

78:                                               ; preds = %46
  br label %22, !llvm.loop !22

79:                                               ; preds = %22
  %80 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !15
  %81 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %82 = getelementptr inbounds %struct.grain128_state_t, ptr %81, i32 0, i32 2
  store i64 %80, ptr %82, align 8, !tbaa !11
  %83 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !15
  %84 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %85 = getelementptr inbounds %struct.grain128_state_t, ptr %84, i32 0, i32 3
  store i64 %83, ptr %85, align 8, !tbaa !16
  %86 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !18
  %87 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %88 = getelementptr inbounds %struct.grain128_state_t, ptr %87, i32 0, i32 5
  store i32 %86, ptr %88, align 8, !tbaa !17
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, ptr %7) #2
  ret void
}

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare hidden void @grain128_next_keystream(ptr noundef) #1

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 = !{!"long long", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !13, i64 32}
!12 = !{!"", !7, i64 0, !7, i64 16, !13, i64 32, !13, i64 40, !7, i64 48, !14, i64 64}
!13 = !{!"long", !7, i64 0}
!14 = !{!"int", !7, i64 0}
!15 = !{!13, !13, i64 0}
!16 = !{!12, !13, i64 40}
!17 = !{!12, !14, i64 64}
!18 = !{!14, !14, i64 0}
!19 = !{!7, !7, i64 0}
!20 = distinct !{!20, !21}
!21 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!22 = distinct !{!22, !21}


; 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: nounwind uwtable
define dso_local void @grain128_authenticate(ptr noundef %0, ptr nocapture noundef readonly %1, i64 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 32
  %5 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %6 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 40
  %7 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !11
  %8 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 64
  %9 = load i32, ptr %8, align 8, !tbaa !12
  %.not39 = icmp eq i64 %2, 0
  br i1 %.not39, label %._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %3
  %10 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 48
  br label %11

11:                                               ; preds = %.lr.ph, %.loopexit
  %.044 = phi i32 [ %9, %.lr.ph ], [ %102, %.loopexit ]
  %.02543 = phi i64 [ %7, %.lr.ph ], [ %101, %.loopexit ]
  %.02742 = phi i64 [ %5, %.lr.ph ], [ %98, %.loopexit ]
  %.03241 = phi i64 [ %2, %.lr.ph ], [ %14, %.loopexit ]
  %.03340 = phi ptr [ %1, %.lr.ph ], [ %12, %.loopexit ]
  %12 = getelementptr inbounds i8, ptr %.03340, i64 1
  %13 = load i8, ptr %.03340, align 1, !tbaa !13
  %14 = add i64 %.03241, -1
  %15 = icmp ugt i32 %.044, 15
  br i1 %15, label %16, label %.loopexit

16:                                               ; preds = %11
  tail call void @grain128_next_keystream(ptr noundef nonnull %0)
  br label %.loopexit

.loopexit:                                        ; preds = %16, %11
  %.1 = phi i32 [ 0, %16 ], [ %.044, %11 ]
  %17 = add nuw nsw i32 %.1, 1
  %18 = zext nneg i32 %17 to i64
  %19 = getelementptr inbounds [16 x i8], ptr %10, i64 0, i64 %18
  %20 = load i8, ptr %19, align 1, !tbaa !13
  %21 = and i8 %13, 1
  %22 = zext nneg i8 %21 to i64
  %23 = sub nsw i64 0, %22
  %24 = and i64 %.02543, %23
  %25 = xor i64 %24, %.02742
  %26 = shl i64 %.02543, 1
  %27 = and i8 %20, 1
  %28 = zext nneg i8 %27 to i64
  %29 = or disjoint i64 %26, %28
  %30 = lshr i8 %13, 1
  %31 = lshr i8 %20, 1
  %32 = and i8 %30, 1
  %33 = zext nneg i8 %32 to i64
  %34 = sub nsw i64 0, %33
  %35 = and i64 %29, %34
  %36 = xor i64 %35, %25
  %37 = shl i64 %29, 1
  %38 = and i8 %31, 1
  %39 = zext nneg i8 %38 to i64
  %40 = or disjoint i64 %37, %39
  %41 = lshr i8 %13, 2
  %42 = lshr i8 %20, 2
  %43 = and i8 %41, 1
  %44 = zext nneg i8 %43 to i64
  %45 = sub nsw i64 0, %44
  %46 = and i64 %40, %45
  %47 = xor i64 %46, %36
  %48 = shl i64 %40, 1
  %49 = and i8 %42, 1
  %50 = zext nneg i8 %49 to i64
  %51 = or disjoint i64 %48, %50
  %52 = lshr i8 %13, 3
  %53 = lshr i8 %20, 3
  %54 = and i8 %52, 1
  %55 = zext nneg i8 %54 to i64
  %56 = sub nsw i64 0, %55
  %57 = and i64 %51, %56
  %58 = xor i64 %57, %47
  %59 = shl i64 %51, 1
  %60 = and i8 %53, 1
  %61 = zext nneg i8 %60 to i64
  %62 = or disjoint i64 %59, %61
  %63 = lshr i8 %13, 4
  %64 = lshr i8 %20, 4
  %65 = and i8 %63, 1
  %66 = zext nneg i8 %65 to i64
  %67 = sub nsw i64 0, %66
  %68 = and i64 %62, %67
  %69 = xor i64 %68, %58
  %70 = shl i64 %62, 1
  %71 = and i8 %64, 1
  %72 = zext nneg i8 %71 to i64
  %73 = or disjoint i64 %70, %72
  %74 = lshr i8 %13, 5
  %75 = lshr i8 %20, 5
  %76 = and i8 %74, 1
  %77 = zext nneg i8 %76 to i64
  %78 = sub nsw i64 0, %77
  %79 = and i64 %73, %78
  %80 = xor i64 %79, %69
  %81 = shl i64 %73, 1
  %82 = and i8 %75, 1
  %83 = zext nneg i8 %82 to i64
  %84 = or disjoint i64 %81, %83
  %85 = lshr i8 %13, 6
  %86 = lshr i8 %20, 6
  %87 = and i8 %85, 1
  %88 = zext nneg i8 %87 to i64
  %89 = sub nsw i64 0, %88
  %90 = and i64 %84, %89
  %91 = xor i64 %90, %80
  %92 = shl i64 %84, 1
  %93 = and i8 %86, 1
  %94 = zext nneg i8 %93 to i64
  %95 = or disjoint i64 %92, %94
  %96 = lshr i8 %20, 7
  %isneg = icmp slt i8 %13, 0
  %97 = select i1 %isneg, i64 %95, i64 0
  %98 = xor i64 %97, %91
  %99 = shl i64 %95, 1
  %100 = zext nneg i8 %96 to i64
  %101 = or disjoint i64 %99, %100
  %102 = add nuw nsw i32 %.1, 2
  %.not = icmp eq i64 %14, 0
  br i1 %.not, label %._crit_edge, label %11, !llvm.loop !14

._crit_edge:                                      ; preds = %.loopexit, %3
  %.027.lcssa = phi i64 [ %5, %3 ], [ %98, %.loopexit ]
  %.025.lcssa = phi i64 [ %7, %3 ], [ %101, %.loopexit ]
  %.0.lcssa = phi i32 [ %9, %3 ], [ %102, %.loopexit ]
  store i64 %.027.lcssa, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store i64 %.025.lcssa, ptr %6, align 8, !tbaa !11
  store i32 %.0.lcssa, ptr %8, align 8, !tbaa !12
  ret void
}

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare hidden void @grain128_next_keystream(ptr noundef) local_unnamed_addr #0

attributes #0 = { 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" }

!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, !9, i64 32}
!6 = !{!"", !7, i64 0, !7, i64 16, !9, i64 32, !9, i64 40, !7, i64 48, !10, i64 64}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = !{!"long", !7, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = !{!6, !9, i64 40}
!12 = !{!6, !10, i64 64}
!13 = !{!7, !7, i64 0}
!14 = distinct !{!14, !15}
!15 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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