; LLVM IR from tleonhardt/practical_cryptography_engineering :: mbedtls (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.mbedtls_mpi = type { i32, i64, ptr }

; 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 dso_local i32 @mbedtls_mpi_lset(ptr noundef, i64 noundef) #1

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @mbedtls_mpi_shift_r(ptr noundef %0, i64 noundef %1) #1 {
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca i64, align 8
  %6 = alloca i64, align 8
  %7 = alloca i64, align 8
  %8 = alloca i64, align 8
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca i64, align 8
  %11 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store i64 %1, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #2
  store i64 0, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %10) #2
  %12 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %13 = udiv i64 %12, 64
  store i64 %13, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %14 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %15 = and i64 %14, 63
  store i64 %15, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %16 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %17 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %18 = getelementptr inbounds %struct.mbedtls_mpi, ptr %17, i32 0, i32 1
  %19 = load i64, ptr %18, align 8, !tbaa !11
  %20 = icmp ugt i64 %16, %19
  br i1 %20, label %30, label %21

21:                                               ; preds = %2
  %22 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %23 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %24 = getelementptr inbounds %struct.mbedtls_mpi, ptr %23, i32 0, i32 1
  %25 = load i64, ptr %24, align 8, !tbaa !11
  %26 = icmp eq i64 %22, %25
  br i1 %26, label %27, label %33

27:                                               ; preds = %21
  %28 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %29 = icmp ugt i64 %28, 0
  br i1 %29, label %30, label %33

30:                                               ; preds = %27, %2
  %31 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %32 = call i32 @mbedtls_mpi_lset(ptr noundef %31, i64 noundef 0)
  store i32 %32, ptr %3, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %124

33:                                               ; preds = %27, %21
  %34 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %35 = icmp ugt i64 %34, 0
  br i1 %35, label %36, label %79

36:                                               ; preds = %33
  store i64 0, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  br label %37

37:                                               ; preds = %59, %36
  %38 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %39 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %40 = getelementptr inbounds %struct.mbedtls_mpi, ptr %39, i32 0, i32 1
  %41 = load i64, ptr %40, align 8, !tbaa !11
  %42 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %43 = sub i64 %41, %42
  %44 = icmp ult i64 %38, %43
  br i1 %44, label %45, label %62

45:                                               ; preds = %37
  %46 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %47 = getelementptr inbounds %struct.mbedtls_mpi, ptr %46, i32 0, i32 2
  %48 = load ptr, ptr %47, align 8, !tbaa !14
  %49 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %50 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %51 = add i64 %49, %50
  %52 = getelementptr inbounds i64, ptr %48, i64 %51
  %53 = load i64, ptr %52, align 8, !tbaa !9
  %54 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %55 = getelementptr inbounds %struct.mbedtls_mpi, ptr %54, i32 0, i32 2
  %56 = load ptr, ptr %55, align 8, !tbaa !14
  %57 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %58 = getelementptr inbounds i64, ptr %56, i64 %57
  store i64 %53, ptr %58, align 8, !tbaa !9
  br label %59

59:                                               ; preds = %45
  %60 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %61 = add i64 %60, 1
  store i64 %61, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  br label %37, !llvm.loop !15

62:                                               ; preds = %37
  br label %63

63:                                               ; preds = %75, %62
  %64 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %65 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %66 = getelementptr inbounds %struct.mbedtls_mpi, ptr %65, i32 0, i32 1
  %67 = load i64, ptr %66, align 8, !tbaa !11
  %68 = icmp ult i64 %64, %67
  br i1 %68, label %69, label %78

69:                                               ; preds = %63
  %70 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %71 = getelementptr inbounds %struct.mbedtls_mpi, ptr %70, i32 0, i32 2
  %72 = load ptr, ptr %71, align 8, !tbaa !14
  %73 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %74 = getelementptr inbounds i64, ptr %72, i64 %73
  store i64 0, ptr %74, align 8, !tbaa !9
  br label %75

75:                                               ; preds = %69
  %76 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %77 = add i64 %76, 1
  store i64 %77, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  br label %63, !llvm.loop !17

78:                                               ; preds = %63
  br label %79

79:                                               ; preds = %78, %33
  %80 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %81 = icmp ugt i64 %80, 0
  br i1 %81, label %82, label %123

82:                                               ; preds = %79
  %83 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %84 = getelementptr inbounds %struct.mbedtls_mpi, ptr %83, i32 0, i32 1
  %85 = load i64, ptr %84, align 8, !tbaa !11
  store i64 %85, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  br label %86

86:                                               ; preds = %119, %82
  %87 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %88 = icmp ugt i64 %87, 0
  br i1 %88, label %89, label %122

89:                                               ; preds = %86
  %90 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %91 = getelementptr inbounds %struct.mbedtls_mpi, ptr %90, i32 0, i32 2
  %92 = load ptr, ptr %91, align 8, !tbaa !14
  %93 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %94 = sub i64 %93, 1
  %95 = getelementptr inbounds i64, ptr %92, i64 %94
  %96 = load i64, ptr %95, align 8, !tbaa !9
  %97 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %98 = sub i64 64, %97
  %99 = shl i64 %96, %98
  store i64 %99, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %100 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %101 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %102 = getelementptr inbounds %struct.mbedtls_mpi, ptr %101, i32 0, i32 2
  %103 = load ptr, ptr %102, align 8, !tbaa !14
  %104 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %105 = sub i64 %104, 1
  %106 = getelementptr inbounds i64, ptr %103, i64 %105
  %107 = load i64, ptr %106, align 8, !tbaa !9
  %108 = lshr i64 %107, %100
  store i64 %108, ptr %106, align 8, !tbaa !9
  %109 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %110 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %111 = getelementptr inbounds %struct.mbedtls_mpi, ptr %110, i32 0, i32 2
  %112 = load ptr, ptr %111, align 8, !tbaa !14
  %113 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %114 = sub i64 %113, 1
  %115 = getelementptr inbounds i64, ptr %112, i64 %114
  %116 = load i64, ptr %115, align 8, !tbaa !9
  %117 = or i64 %116, %109
  store i64 %117, ptr %115, align 8, !tbaa !9
  %118 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  store i64 %118, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  br label %119

119:                                              ; preds = %89
  %120 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %121 = add i64 %120, -1
  store i64 %121, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  br label %86, !llvm.loop !18

122:                                              ; preds = %86
  br label %123

123:                                              ; preds = %122, %79
  store i32 0, ptr %3, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %124

124:                                              ; preds = %123, %30
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %6) #2
  %125 = load i32, ptr %3, align 4
  ret i32 %125
}

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", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !10, i64 8}
!12 = !{!"", !13, i64 0, !10, i64 8, !6, i64 16}
!13 = !{!"int", !7, i64 0}
!14 = !{!12, !6, i64 16}
!15 = distinct !{!15, !16}
!16 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!17 = distinct !{!17, !16}
!18 = distinct !{!18, !16}


; 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 dso_local i32 @mbedtls_mpi_lset(ptr noundef, i64 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @mbedtls_mpi_shift_r(ptr noundef %0, i64 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = lshr i64 %1, 6
  %4 = and i64 %1, 63
  %5 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 8
  %6 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %7 = icmp ugt i64 %3, %6
  br i1 %7, label %11, label %8

8:                                                ; preds = %2
  %9 = icmp eq i64 %3, %6
  %10 = icmp ne i64 %4, 0
  %or.cond = and i1 %10, %9
  br i1 %or.cond, label %11, label %13

11:                                               ; preds = %8, %2
  %12 = tail call i32 @mbedtls_mpi_lset(ptr noundef nonnull %0, i64 noundef 0)
  br label %.loopexit

13:                                               ; preds = %8
  %.not = icmp ult i64 %1, 64
  br i1 %.not, label %.loopexit44, label %.preheader45

.preheader45:                                     ; preds = %13
  br i1 %9, label %.preheader, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader45
  %14 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 16
  %15 = load ptr, ptr %14, align 8, !tbaa !12
  br label %20

.preheader:                                       ; preds = %20, %.preheader45
  %16 = phi i64 [ %3, %.preheader45 ], [ %25, %20 ]
  %.039.lcssa = phi i64 [ 0, %.preheader45 ], [ %24, %20 ]
  %17 = icmp ult i64 %.039.lcssa, %16
  br i1 %17, label %.lr.ph48, label %.loopexit44

.lr.ph48:                                         ; preds = %.preheader
  %18 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 16
  %19 = load ptr, ptr %18, align 8, !tbaa !12
  br label %28

20:                                               ; preds = %.lr.ph, %20
  %.03946 = phi i64 [ 0, %.lr.ph ], [ %24, %20 ]
  %21 = getelementptr i64, ptr %15, i64 %.03946
  %22 = getelementptr i64, ptr %21, i64 %3
  %23 = load i64, ptr %22, align 8, !tbaa !13
  store i64 %23, ptr %21, align 8, !tbaa !13
  %24 = add nuw i64 %.03946, 1
  %25 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %26 = sub i64 %25, %3
  %27 = icmp ult i64 %24, %26
  br i1 %27, label %20, label %.preheader, !llvm.loop !14

28:                                               ; preds = %.lr.ph48, %28
  %.147 = phi i64 [ %.039.lcssa, %.lr.ph48 ], [ %30, %28 ]
  %29 = getelementptr inbounds i64, ptr %19, i64 %.147
  store i64 0, ptr %29, align 8, !tbaa !13
  %30 = add nuw i64 %.147, 1
  %31 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %32 = icmp ult i64 %30, %31
  br i1 %32, label %28, label %.loopexit44, !llvm.loop !16

.loopexit44:                                      ; preds = %28, %.preheader, %13
  %33 = phi i64 [ %16, %.preheader ], [ %6, %13 ], [ %31, %28 ]
  %.not4349 = icmp ne i64 %33, 0
  %or.cond57.not = and i1 %.not4349, %10
  br i1 %or.cond57.not, label %.lr.ph52, label %.loopexit

.lr.ph52:                                         ; preds = %.loopexit44
  %34 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 16
  %35 = load ptr, ptr %34, align 8, !tbaa !12
  %36 = sub nuw nsw i64 64, %4
  %min.iters.check = icmp ult i64 %33, 4
  br i1 %min.iters.check, label %scalar.ph.preheader, label %vector.ph

vector.ph:                                        ; preds = %.lr.ph52
  %n.vec = and i64 %33, -4
  %ind.end = and i64 %33, 3
  %broadcast.splatinsert = insertelement <2 x i64> poison, i64 %36, i64 0
  %broadcast.splat = shufflevector <2 x i64> %broadcast.splatinsert, <2 x i64> poison, <2 x i32> zeroinitializer
  %broadcast.splatinsert62 = insertelement <2 x i64> poison, i64 %4, i64 0
  %broadcast.splat63 = shufflevector <2 x i64> %broadcast.splatinsert62, <2 x i64> poison, <2 x i32> zeroinitializer
  %37 = getelementptr i64, ptr %35, i64 %33
  br label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  %index = phi i64 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
  %vector.recur = phi <2 x i64> [ <i64 poison, i64 0>, %vector.ph ], [ %43, %vector.body ]
  %38 = xor i64 %index, -1
  %39 = getelementptr i64, ptr %37, i64 %38
  %40 = getelementptr inbounds i8, ptr %39, i64 -8
  %41 = getelementptr inbounds i8, ptr %39, i64 -24
  %wide.load = load <2 x i64>, ptr %40, align 8, !tbaa !13
  %reverse = shufflevector <2 x i64> %wide.load, <2 x i64> poison, <2 x i32> <i32 1, i32 0>
  %wide.load60 = load <2 x i64>, ptr %41, align 8, !tbaa !13
  %reverse61 = shufflevector <2 x i64> %wide.load60, <2 x i64> poison, <2 x i32> <i32 1, i32 0>
  %42 = shl <2 x i64> %reverse, %broadcast.splat
  %43 = shl <2 x i64> %reverse61, %broadcast.splat
  %44 = shufflevector <2 x i64> %vector.recur, <2 x i64> %42, <2 x i32> <i32 1, i32 2>
  %45 = shufflevector <2 x i64> %42, <2 x i64> %43, <2 x i32> <i32 1, i32 2>
  %46 = lshr <2 x i64> %reverse, %broadcast.splat63
  %47 = lshr <2 x i64> %reverse61, %broadcast.splat63
  %48 = or <2 x i64> %46, %44
  %49 = or <2 x i64> %47, %45
  %reverse64 = shufflevector <2 x i64> %48, <2 x i64> poison, <2 x i32> <i32 1, i32 0>
  store <2 x i64> %reverse64, ptr %40, align 8, !tbaa !13
  %reverse65 = shufflevector <2 x i64> %49, <2 x i64> poison, <2 x i32> <i32 1, i32 0>
  store <2 x i64> %reverse65, ptr %41, align 8, !tbaa !13
  %index.next = add nuw i64 %index, 4
  %50 = icmp eq i64 %index.next, %n.vec
  br i1 %50, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !17

middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  %vector.recur.extract = extractelement <2 x i64> %43, i64 1
  %cmp.n = icmp eq i64 %33, %n.vec
  br i1 %cmp.n, label %.loopexit, label %scalar.ph.preheader

scalar.ph.preheader:                              ; preds = %middle.block, %.lr.ph52
  %.03851.ph = phi i64 [ 0, %.lr.ph52 ], [ %vector.recur.extract, %middle.block ]
  %.250.ph = phi i64 [ %33, %.lr.ph52 ], [ %ind.end, %middle.block ]
  br label %scalar.ph

scalar.ph:                                        ; preds = %scalar.ph.preheader, %scalar.ph
  %.03851 = phi i64 [ %54, %scalar.ph ], [ %.03851.ph, %scalar.ph.preheader ]
  %.250 = phi i64 [ %51, %scalar.ph ], [ %.250.ph, %scalar.ph.preheader ]
  %51 = add i64 %.250, -1
  %52 = getelementptr inbounds i64, ptr %35, i64 %51
  %53 = load i64, ptr %52, align 8, !tbaa !13
  %54 = shl i64 %53, %36
  %55 = lshr i64 %53, %4
  %56 = or i64 %55, %.03851
  store i64 %56, ptr %52, align 8, !tbaa !13
  %.not43 = icmp eq i64 %51, 0
  br i1 %.not43, label %.loopexit, label %scalar.ph, !llvm.loop !20

.loopexit:                                        ; preds = %scalar.ph, %middle.block, %.loopexit44, %11
  %.0 = phi i32 [ %12, %11 ], [ 0, %.loopexit44 ], [ 0, %middle.block ], [ 0, %scalar.ph ]
  ret i32 %.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, !10, i64 8}
!6 = !{!"", !7, i64 0, !10, i64 8, !11, i64 16}
!7 = !{!"int", !8, i64 0}
!8 = !{!"omnipotent char", !9, i64 0}
!9 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!10 = !{!"long", !8, i64 0}
!11 = !{!"any pointer", !8, i64 0}
!12 = !{!6, !11, i64 16}
!13 = !{!10, !10, i64 0}
!14 = distinct !{!14, !15}
!15 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!16 = distinct !{!16, !15}
!17 = distinct !{!17, !15, !18, !19}
!18 = !{!"llvm.loop.isvectorized", i32 1}
!19 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
!20 = distinct !{!20, !15, !19, !18}


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