; 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
declare hidden void @grain128_next_keystream(ptr noundef) #1

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @grain128_encrypt(ptr noundef %0, ptr noundef %1, ptr noundef %2, i64 noundef %3) #1 {
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca i64, align 8
  %9 = alloca i8, align 1
  %10 = alloca i8, align 1
  %11 = alloca i8, align 1
  %12 = alloca i64, align 8
  %13 = alloca i64, align 8
  %14 = 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 i64 %3, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %12) #2
  %15 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %16 = getelementptr inbounds %struct.grain128_state_t, ptr %15, i32 0, i32 2
  %17 = load i64, ptr %16, align 8, !tbaa !11
  store i64 %17, ptr %12, align 8, !tbaa !15
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %13) #2
  %18 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %19 = getelementptr inbounds %struct.grain128_state_t, ptr %18, i32 0, i32 3
  %20 = load i64, ptr %19, align 8, !tbaa !16
  store i64 %20, ptr %13, align 8, !tbaa !15
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #2
  %21 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %22 = getelementptr inbounds %struct.grain128_state_t, ptr %21, i32 0, i32 5
  %23 = load i32, ptr %22, align 8, !tbaa !17
  store i32 %23, ptr %14, align 4, !tbaa !18
  br label %24

24:                                               ; preds = %93, %4
  %25 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %26 = icmp ugt i64 %25, 0
  br i1 %26, label %27, label %94

27:                                               ; preds = %24
  %28 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %29 = getelementptr inbounds i8, ptr %28, i32 1
  store ptr %29, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %30 = load i8, ptr %28, align 1, !tbaa !19
  store i8 %30, ptr %9, align 1, !tbaa !19
  %31 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %32 = add i64 %31, -1
  store i64 %32, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %33 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !18
  %34 = zext i32 %33 to i64
  %35 = icmp uge i64 %34, 16
  br i1 %35, label %36, label %38

36:                                               ; preds = %27
  %37 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  call void @grain128_next_keystream(ptr noundef %37)
  store i32 0, ptr %14, align 4, !tbaa !18
  br label %38

38:                                               ; preds = %36, %27
  %39 = load i8, ptr %9, align 1, !tbaa !19
  %40 = zext i8 %39 to i32
  %41 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %42 = getelementptr inbounds %struct.grain128_state_t, ptr %41, i32 0, i32 4
  %43 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !18
  %44 = zext i32 %43 to i64
  %45 = getelementptr inbounds [16 x i8], ptr %42, i64 0, i64 %44
  %46 = load i8, ptr %45, align 1, !tbaa !19
  %47 = zext i8 %46 to i32
  %48 = xor i32 %40, %47
  %49 = trunc i32 %48 to i8
  %50 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %51 = getelementptr inbounds i8, ptr %50, i32 1
  store ptr %51, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store i8 %49, ptr %50, align 1, !tbaa !19
  %52 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %53 = getelementptr inbounds %struct.grain128_state_t, ptr %52, i32 0, i32 4
  %54 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !18
  %55 = add i32 %54, 1
  %56 = zext i32 %55 to i64
  %57 = getelementptr inbounds [16 x i8], ptr %53, i64 0, i64 %56
  %58 = load i8, ptr %57, align 1, !tbaa !19
  store i8 %58, ptr %10, align 1, !tbaa !19
  %59 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !18
  %60 = add i32 %59, 2
  store i32 %60, ptr %14, align 4, !tbaa !18
  store i8 0, ptr %11, align 1, !tbaa !19
  br label %61

61:                                               ; preds = %90, %38
  %62 = load i8, ptr %11, align 1, !tbaa !19
  %63 = zext i8 %62 to i32
  %64 = icmp slt i32 %63, 8
  br i1 %64, label %65, label %93

65:                                               ; preds = %61
  %66 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !15
  %67 = load i8, ptr %9, align 1, !tbaa !19
  %68 = zext i8 %67 to i32
  %69 = and i32 %68, 1
  %70 = sext i32 %69 to i64
  %71 = sub i64 0, %70
  %72 = and i64 %66, %71
  %73 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !15
  %74 = xor i64 %73, %72
  store i64 %74, ptr %12, align 8, !tbaa !15
  %75 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !15
  %76 = shl i64 %75, 1
  %77 = load i8, ptr %10, align 1, !tbaa !19
  %78 = zext i8 %77 to i32
  %79 = and i32 %78, 1
  %80 = sext i32 %79 to i64
  %81 = xor i64 %76, %80
  store i64 %81, ptr %13, align 8, !tbaa !15
  %82 = load i8, ptr %9, align 1, !tbaa !19
  %83 = zext i8 %82 to i32
  %84 = ashr i32 %83, 1
  %85 = trunc i32 %84 to i8
  store i8 %85, ptr %9, align 1, !tbaa !19
  %86 = load i8, ptr %10, align 1, !tbaa !19
  %87 = zext i8 %86 to i32
  %88 = ashr i32 %87, 1
  %89 = trunc i32 %88 to i8
  store i8 %89, ptr %10, align 1, !tbaa !19
  br label %90

90:                                               ; preds = %65
  %91 = load i8, ptr %11, align 1, !tbaa !19
  %92 = add i8 %91, 1
  store i8 %92, ptr %11, align 1, !tbaa !19
  br label %61, !llvm.loop !20

93:                                               ; preds = %61
  br label %24, !llvm.loop !22

94:                                               ; preds = %24
  %95 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !15
  %96 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %97 = getelementptr inbounds %struct.grain128_state_t, ptr %96, i32 0, i32 2
  store i64 %95, ptr %97, align 8, !tbaa !11
  %98 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !15
  %99 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %100 = getelementptr inbounds %struct.grain128_state_t, ptr %99, i32 0, i32 3
  store i64 %98, ptr %100, align 8, !tbaa !16
  %101 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !18
  %102 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %103 = getelementptr inbounds %struct.grain128_state_t, ptr %102, i32 0, i32 5
  store i32 %101, ptr %103, align 8, !tbaa !17
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %13) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %12) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, 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 = !{!"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
declare hidden void @grain128_next_keystream(ptr noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @grain128_encrypt(ptr noundef %0, ptr nocapture noundef writeonly %1, ptr nocapture noundef readonly %2, i64 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 32
  %6 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %7 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 40
  %8 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %9 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 64
  %10 = load i32, ptr %9, align 8, !tbaa !12
  %.not44 = icmp eq i64 %3, 0
  br i1 %.not44, label %._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %4
  %11 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 48
  br label %12

12:                                               ; preds = %.lr.ph, %.loopexit
  %.050 = phi i32 [ %10, %.lr.ph ], [ %108, %.loopexit ]
  %.02949 = phi i64 [ %8, %.lr.ph ], [ %106, %.loopexit ]
  %.03148 = phi i64 [ %6, %.lr.ph ], [ %103, %.loopexit ]
  %.03647 = phi i64 [ %3, %.lr.ph ], [ %15, %.loopexit ]
  %.03746 = phi ptr [ %2, %.lr.ph ], [ %13, %.loopexit ]
  %.03845 = phi ptr [ %1, %.lr.ph ], [ %107, %.loopexit ]
  %13 = getelementptr inbounds i8, ptr %.03746, i64 1
  %14 = load i8, ptr %.03746, align 1, !tbaa !13
  %15 = add i64 %.03647, -1
  %16 = icmp ugt i32 %.050, 15
  br i1 %16, label %17, label %.loopexit

17:                                               ; preds = %12
  tail call void @grain128_next_keystream(ptr noundef nonnull %0)
  br label %.loopexit

.loopexit:                                        ; preds = %17, %12
  %.1 = phi i32 [ 0, %17 ], [ %.050, %12 ]
  %18 = zext nneg i32 %.1 to i64
  %19 = getelementptr inbounds [16 x i8], ptr %11, i64 0, i64 %18
  %20 = load i8, ptr %19, align 1, !tbaa !13
  %21 = xor i8 %20, %14
  store i8 %21, ptr %.03845, align 1, !tbaa !13
  %22 = add nuw nsw i32 %.1, 1
  %23 = zext nneg i32 %22 to i64
  %24 = getelementptr inbounds [16 x i8], ptr %11, i64 0, i64 %23
  %25 = load i8, ptr %24, align 1, !tbaa !13
  %26 = and i8 %14, 1
  %27 = zext nneg i8 %26 to i64
  %28 = sub nsw i64 0, %27
  %29 = and i64 %.02949, %28
  %30 = xor i64 %29, %.03148
  %31 = shl i64 %.02949, 1
  %32 = and i8 %25, 1
  %33 = zext nneg i8 %32 to i64
  %34 = or disjoint i64 %31, %33
  %35 = lshr i8 %14, 1
  %36 = lshr i8 %25, 1
  %37 = and i8 %35, 1
  %38 = zext nneg i8 %37 to i64
  %39 = sub nsw i64 0, %38
  %40 = and i64 %34, %39
  %41 = xor i64 %40, %30
  %42 = shl i64 %34, 1
  %43 = and i8 %36, 1
  %44 = zext nneg i8 %43 to i64
  %45 = or disjoint i64 %42, %44
  %46 = lshr i8 %14, 2
  %47 = lshr i8 %25, 2
  %48 = and i8 %46, 1
  %49 = zext nneg i8 %48 to i64
  %50 = sub nsw i64 0, %49
  %51 = and i64 %45, %50
  %52 = xor i64 %51, %41
  %53 = shl i64 %45, 1
  %54 = and i8 %47, 1
  %55 = zext nneg i8 %54 to i64
  %56 = or disjoint i64 %53, %55
  %57 = lshr i8 %14, 3
  %58 = lshr i8 %25, 3
  %59 = and i8 %57, 1
  %60 = zext nneg i8 %59 to i64
  %61 = sub nsw i64 0, %60
  %62 = and i64 %56, %61
  %63 = xor i64 %62, %52
  %64 = shl i64 %56, 1
  %65 = and i8 %58, 1
  %66 = zext nneg i8 %65 to i64
  %67 = or disjoint i64 %64, %66
  %68 = lshr i8 %14, 4
  %69 = lshr i8 %25, 4
  %70 = and i8 %68, 1
  %71 = zext nneg i8 %70 to i64
  %72 = sub nsw i64 0, %71
  %73 = and i64 %67, %72
  %74 = xor i64 %73, %63
  %75 = shl i64 %67, 1
  %76 = and i8 %69, 1
  %77 = zext nneg i8 %76 to i64
  %78 = or disjoint i64 %75, %77
  %79 = lshr i8 %14, 5
  %80 = lshr i8 %25, 5
  %81 = and i8 %79, 1
  %82 = zext nneg i8 %81 to i64
  %83 = sub nsw i64 0, %82
  %84 = and i64 %78, %83
  %85 = xor i64 %84, %74
  %86 = shl i64 %78, 1
  %87 = and i8 %80, 1
  %88 = zext nneg i8 %87 to i64
  %89 = or disjoint i64 %86, %88
  %90 = lshr i8 %14, 6
  %91 = lshr i8 %25, 6
  %92 = and i8 %90, 1
  %93 = zext nneg i8 %92 to i64
  %94 = sub nsw i64 0, %93
  %95 = and i64 %89, %94
  %96 = xor i64 %95, %85
  %97 = shl i64 %89, 1
  %98 = and i8 %91, 1
  %99 = zext nneg i8 %98 to i64
  %100 = or disjoint i64 %97, %99
  %101 = lshr i8 %25, 7
  %isneg = icmp slt i8 %14, 0
  %102 = select i1 %isneg, i64 %100, i64 0
  %103 = xor i64 %102, %96
  %104 = shl i64 %100, 1
  %105 = zext nneg i8 %101 to i64
  %106 = or disjoint i64 %104, %105
  %107 = getelementptr inbounds i8, ptr %.03845, i64 1
  %108 = add nuw nsw i32 %.1, 2
  %.not = icmp eq i64 %15, 0
  br i1 %.not, label %._crit_edge, label %12, !llvm.loop !14

._crit_edge:                                      ; preds = %.loopexit, %4
  %.031.lcssa = phi i64 [ %6, %4 ], [ %103, %.loopexit ]
  %.029.lcssa = phi i64 [ %8, %4 ], [ %106, %.loopexit ]
  %.0.lcssa = phi i32 [ %10, %4 ], [ %108, %.loopexit ]
  store i64 %.031.lcssa, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store i64 %.029.lcssa, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  store i32 %.0.lcssa, ptr %9, align 8, !tbaa !12
  ret void
}

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