; 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: nounwind uwtable
declare dso_local i32 @mbedtls_mpi_grow(ptr noundef, i64 noundef) #0

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local i64 @mbedtls_mpi_bitlen(ptr noundef) #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @mbedtls_mpi_shift_l(ptr noundef %0, i64 noundef %1) #0 {
  %3 = alloca ptr, align 8
  %4 = alloca i64, align 8
  %5 = alloca i32, align 4
  %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
  store ptr %0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  store i64 %1, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  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
  %11 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %12 = udiv i64 %11, 64
  store i64 %12, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %13 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %14 = and i64 %13, 63
  store i64 %14, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %15 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %16 = call i64 @mbedtls_mpi_bitlen(ptr noundef %15)
  %17 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %18 = add i64 %16, %17
  store i64 %18, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %19 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %20 = getelementptr inbounds %struct.mbedtls_mpi, ptr %19, i32 0, i32 1
  %21 = load i64, ptr %20, align 8, !tbaa !11
  %22 = mul i64 %21, 64
  %23 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %24 = icmp ult i64 %22, %23
  br i1 %24, label %25, label %42

25:                                               ; preds = %2
  br label %26

26:                                               ; preds = %25
  %27 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %28 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %29 = udiv i64 %28, 64
  %30 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %31 = urem i64 %30, 64
  %32 = icmp ne i64 %31, 0
  %33 = zext i1 %32 to i32
  %34 = sext i32 %33 to i64
  %35 = add i64 %29, %34
  %36 = call i32 @mbedtls_mpi_grow(ptr noundef %27, i64 noundef %35)
  store i32 %36, ptr %5, align 4, !tbaa !14
  %37 = icmp ne i32 %36, 0
  br i1 %37, label %38, label %39

38:                                               ; preds = %26
  br label %130

39:                                               ; preds = %26
  br label %40

40:                                               ; preds = %39
  br label %41

41:                                               ; preds = %40
  br label %42

42:                                               ; preds = %41, %2
  store i32 0, ptr %5, align 4, !tbaa !14
  %43 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %44 = icmp ugt i64 %43, 0
  br i1 %44, label %45, label %87

45:                                               ; preds = %42
  %46 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %47 = getelementptr inbounds %struct.mbedtls_mpi, ptr %46, i32 0, i32 1
  %48 = load i64, ptr %47, align 8, !tbaa !11
  store i64 %48, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  br label %49

49:                                               ; preds = %69, %45
  %50 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %51 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %52 = icmp ugt i64 %50, %51
  br i1 %52, label %53, label %72

53:                                               ; preds = %49
  %54 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %55 = getelementptr inbounds %struct.mbedtls_mpi, ptr %54, i32 0, i32 2
  %56 = load ptr, ptr %55, align 8, !tbaa !15
  %57 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %58 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %59 = sub i64 %57, %58
  %60 = sub i64 %59, 1
  %61 = getelementptr inbounds i64, ptr %56, i64 %60
  %62 = load i64, ptr %61, align 8, !tbaa !9
  %63 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %64 = getelementptr inbounds %struct.mbedtls_mpi, ptr %63, i32 0, i32 2
  %65 = load ptr, ptr %64, align 8, !tbaa !15
  %66 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %67 = sub i64 %66, 1
  %68 = getelementptr inbounds i64, ptr %65, i64 %67
  store i64 %62, ptr %68, align 8, !tbaa !9
  br label %69

69:                                               ; preds = %53
  %70 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %71 = add i64 %70, -1
  store i64 %71, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  br label %49, !llvm.loop !16

72:                                               ; preds = %49
  br label %73

73:                                               ; preds = %83, %72
  %74 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %75 = icmp ugt i64 %74, 0
  br i1 %75, label %76, label %86

76:                                               ; preds = %73
  %77 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %78 = getelementptr inbounds %struct.mbedtls_mpi, ptr %77, i32 0, i32 2
  %79 = load ptr, ptr %78, align 8, !tbaa !15
  %80 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %81 = sub i64 %80, 1
  %82 = getelementptr inbounds i64, ptr %79, i64 %81
  store i64 0, ptr %82, align 8, !tbaa !9
  br label %83

83:                                               ; preds = %76
  %84 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %85 = add i64 %84, -1
  store i64 %85, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  br label %73, !llvm.loop !18

86:                                               ; preds = %73
  br label %87

87:                                               ; preds = %86, %42
  %88 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %89 = icmp ugt i64 %88, 0
  br i1 %89, label %90, label %129

90:                                               ; preds = %87
  %91 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  store i64 %91, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  br label %92

92:                                               ; preds = %125, %90
  %93 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %94 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %95 = getelementptr inbounds %struct.mbedtls_mpi, ptr %94, i32 0, i32 1
  %96 = load i64, ptr %95, align 8, !tbaa !11
  %97 = icmp ult i64 %93, %96
  br i1 %97, label %98, label %128

98:                                               ; preds = %92
  %99 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %100 = getelementptr inbounds %struct.mbedtls_mpi, ptr %99, i32 0, i32 2
  %101 = load ptr, ptr %100, align 8, !tbaa !15
  %102 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %103 = getelementptr inbounds i64, ptr %101, i64 %102
  %104 = load i64, ptr %103, align 8, !tbaa !9
  %105 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %106 = sub i64 64, %105
  %107 = lshr i64 %104, %106
  store i64 %107, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %108 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %109 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %110 = getelementptr inbounds %struct.mbedtls_mpi, ptr %109, i32 0, i32 2
  %111 = load ptr, ptr %110, align 8, !tbaa !15
  %112 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %113 = getelementptr inbounds i64, ptr %111, i64 %112
  %114 = load i64, ptr %113, align 8, !tbaa !9
  %115 = shl i64 %114, %108
  store i64 %115, ptr %113, align 8, !tbaa !9
  %116 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %117 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %118 = getelementptr inbounds %struct.mbedtls_mpi, ptr %117, i32 0, i32 2
  %119 = load ptr, ptr %118, align 8, !tbaa !15
  %120 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %121 = getelementptr inbounds i64, ptr %119, i64 %120
  %122 = load i64, ptr %121, align 8, !tbaa !9
  %123 = or i64 %122, %116
  store i64 %123, ptr %121, align 8, !tbaa !9
  %124 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  store i64 %124, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  br label %125

125:                                              ; preds = %98
  %126 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %127 = add i64 %126, 1
  store i64 %127, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  br label %92, !llvm.loop !19

128:                                              ; preds = %92
  br label %129

129:                                              ; preds = %128, %87
  br label %130

130:                                              ; preds = %129, %38
  %131 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !14
  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
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  ret i32 %131
}

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" }
attributes #1 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
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 = !{!13, !13, i64 0}
!15 = !{!12, !6, i64 16}
!16 = distinct !{!16, !17}
!17 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!18 = distinct !{!18, !17}
!19 = distinct !{!19, !17}


; 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_grow(ptr noundef, i64 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local i64 @mbedtls_mpi_bitlen(ptr noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @mbedtls_mpi_shift_l(ptr noundef %0, i64 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = lshr i64 %1, 6
  %4 = and i64 %1, 63
  %5 = tail call i64 @mbedtls_mpi_bitlen(ptr noundef %0)
  %6 = add i64 %5, %1
  %7 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 8
  %8 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %9 = shl i64 %8, 6
  %10 = icmp ult i64 %9, %6
  br i1 %10, label %11, label %18

11:                                               ; preds = %2
  %12 = lshr i64 %6, 6
  %13 = and i64 %6, 63
  %14 = icmp ne i64 %13, 0
  %15 = zext i1 %14 to i64
  %16 = add nuw nsw i64 %12, %15
  %17 = tail call i32 @mbedtls_mpi_grow(ptr noundef nonnull %0, i64 noundef %16)
  %.not = icmp eq i32 %17, 0
  br i1 %.not, label %18, label %.loopexit

18:                                               ; preds = %11, %2
  %.not44 = icmp ult i64 %1, 64
  br i1 %.not44, label %.loopexit48, label %19

19:                                               ; preds = %18
  %20 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %21 = icmp ugt i64 %20, %3
  br i1 %21, label %.lr.ph, label %.preheader47

.lr.ph:                                           ; preds = %19
  %22 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 16
  %23 = load ptr, ptr %22, align 8, !tbaa !12
  %24 = xor i64 %3, -1
  %25 = sub i64 %20, %3
  %min.iters.check = icmp ult i64 %25, 4
  br i1 %min.iters.check, label %scalar.ph.preheader, label %vector.ph

scalar.ph.preheader:                              ; preds = %middle.block, %.lr.ph
  %.03949.ph = phi i64 [ %20, %.lr.ph ], [ %ind.end, %middle.block ]
  br label %scalar.ph

vector.ph:                                        ; preds = %.lr.ph
  %n.vec = and i64 %25, -4
  %ind.end = sub i64 %20, %n.vec
  br label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  %index = phi i64 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
  %offset.idx = sub i64 %20, %index
  %26 = getelementptr i64, ptr %23, i64 %offset.idx
  %27 = getelementptr i64, ptr %26, i64 %24
  %28 = getelementptr i8, ptr %27, i64 -8
  %29 = getelementptr i8, ptr %27, i64 -24
  %wide.load = load <2 x i64>, ptr %28, align 8, !tbaa !13
  %wide.load56 = load <2 x i64>, ptr %29, align 8, !tbaa !13
  %30 = getelementptr i8, ptr %26, i64 -16
  %31 = getelementptr i8, ptr %26, i64 -32
  store <2 x i64> %wide.load, ptr %30, align 8, !tbaa !13
  store <2 x i64> %wide.load56, ptr %31, align 8, !tbaa !13
  %index.next = add nuw i64 %index, 4
  %32 = icmp eq i64 %index.next, %n.vec
  br i1 %32, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !14

middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  %cmp.n = icmp eq i64 %25, %n.vec
  br i1 %cmp.n, label %.preheader47, label %scalar.ph.preheader

.preheader47:                                     ; preds = %scalar.ph, %middle.block, %19
  %.039.lcssa = phi i64 [ %20, %19 ], [ %ind.end, %middle.block ], [ %40, %scalar.ph ]
  %.not4550 = icmp eq i64 %.039.lcssa, 0
  br i1 %.not4550, label %.loopexit48, label %.lr.ph52

.lr.ph52:                                         ; preds = %.preheader47
  %33 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 16
  %34 = load ptr, ptr %33, align 8, !tbaa !12
  %35 = shl nuw i64 %.039.lcssa, 3
  tail call void @llvm.memset.p0.i64(ptr align 8 %34, i8 0, i64 %35, i1 false), !tbaa !13
  br label %.loopexit48

scalar.ph:                                        ; preds = %scalar.ph.preheader, %scalar.ph
  %.03949 = phi i64 [ %40, %scalar.ph ], [ %.03949.ph, %scalar.ph.preheader ]
  %36 = getelementptr i64, ptr %23, i64 %.03949
  %37 = getelementptr i64, ptr %36, i64 %24
  %38 = load i64, ptr %37, align 8, !tbaa !13
  %39 = getelementptr i8, ptr %36, i64 -8
  store i64 %38, ptr %39, align 8, !tbaa !13
  %40 = add i64 %.03949, -1
  %41 = icmp ugt i64 %40, %3
  br i1 %41, label %scalar.ph, label %.preheader47, !llvm.loop !18

.loopexit48:                                      ; preds = %.lr.ph52, %.preheader47, %18
  %.not46 = icmp eq i64 %4, 0
  br i1 %.not46, label %.loopexit, label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.loopexit48
  %42 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %43 = icmp ult i64 %3, %42
  br i1 %43, label %.lr.ph55, label %.loopexit

.lr.ph55:                                         ; preds = %.preheader
  %44 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 16
  %45 = load ptr, ptr %44, align 8, !tbaa !12
  %46 = sub nuw nsw i64 64, %4
  br label %47

47:                                               ; preds = %.lr.ph55, %47
  %.03854 = phi i64 [ 0, %.lr.ph55 ], [ %50, %47 ]
  %.253 = phi i64 [ %3, %.lr.ph55 ], [ %53, %47 ]
  %48 = getelementptr inbounds i64, ptr %45, i64 %.253
  %49 = load i64, ptr %48, align 8, !tbaa !13
  %50 = lshr i64 %49, %46
  %51 = shl i64 %49, %4
  %52 = or i64 %51, %.03854
  store i64 %52, ptr %48, align 8, !tbaa !13
  %53 = add nuw i64 %.253, 1
  %54 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %55 = icmp ult i64 %53, %54
  br i1 %55, label %47, label %.loopexit, !llvm.loop !19

.loopexit:                                        ; preds = %47, %.preheader, %.loopexit48, %11
  %.0 = phi i32 [ %17, %11 ], [ 0, %.loopexit48 ], [ 0, %.preheader ], [ 0, %47 ]
  ret i32 %.0
}

; Function Attrs: nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write)
declare void @llvm.memset.p0.i64(ptr nocapture writeonly, i8, i64, i1 immarg) #1

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" }
attributes #1 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write) }

!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, !16, !17}
!15 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!16 = !{!"llvm.loop.isvectorized", i32 1}
!17 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
!18 = distinct !{!18, !15, !17, !16}
!19 = distinct !{!19, !15}


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