; LLVM IR from imkcat/CatCrypto :: Sources/ModuleMaps/SHA3 (KeccakSpongeWidth1600)

; 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.KeccakWidth1600_12rounds_SpongeInstanceStruct = type { [200 x i8], i32, i32, i32 }

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

declare void @KeccakP1600_AddBytes(ptr noundef, ptr noundef, i32 noundef, i32 noundef) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

declare void @KeccakP1600_Permute_12rounds(ptr noundef) #1

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @KeccakWidth1600_12rounds_SpongeAbsorb(ptr noundef %0, ptr noundef %1, i64 noundef %2) #2 {
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca i64, align 8
  %8 = alloca i64, align 8
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca ptr, align 8
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store i64 %2, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %11) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #3
  %14 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %15 = getelementptr inbounds %struct.KeccakWidth1600_12rounds_SpongeInstanceStruct, ptr %14, i32 0, i32 1
  %16 = load i32, ptr %15, align 8, !tbaa !11
  %17 = udiv i32 %16, 8
  store i32 %17, ptr %12, align 4, !tbaa !14
  %18 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %19 = getelementptr inbounds %struct.KeccakWidth1600_12rounds_SpongeInstanceStruct, ptr %18, i32 0, i32 3
  %20 = load i32, ptr %19, align 8, !tbaa !15
  %21 = icmp ne i32 %20, 0
  br i1 %21, label %22, label %23

22:                                               ; preds = %3
  store i32 1, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %13, align 4
  br label %126

23:                                               ; preds = %3
  store i64 0, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %24 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store ptr %24, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  br label %25

25:                                               ; preds = %124, %23
  %26 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %27 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %28 = icmp ult i64 %26, %27
  br i1 %28, label %29, label %125

29:                                               ; preds = %25
  %30 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %31 = getelementptr inbounds %struct.KeccakWidth1600_12rounds_SpongeInstanceStruct, ptr %30, i32 0, i32 2
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !16
  %33 = icmp eq i32 %32, 0
  br i1 %33, label %34, label %72

34:                                               ; preds = %29
  %35 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %36 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %37 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !14
  %38 = zext i32 %37 to i64
  %39 = add i64 %36, %38
  %40 = icmp uge i64 %35, %39
  br i1 %40, label %41, label %72

41:                                               ; preds = %34
  %42 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %43 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %44 = sub i64 %42, %43
  store i64 %44, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  br label %45

45:                                               ; preds = %63, %41
  %46 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %47 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !14
  %48 = zext i32 %47 to i64
  %49 = icmp uge i64 %46, %48
  br i1 %49, label %50, label %68

50:                                               ; preds = %45
  %51 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %52 = getelementptr inbounds %struct.KeccakWidth1600_12rounds_SpongeInstanceStruct, ptr %51, i32 0, i32 0
  %53 = getelementptr inbounds [200 x i8], ptr %52, i64 0, i64 0
  %54 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %55 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !14
  call void @KeccakP1600_AddBytes(ptr noundef %53, ptr noundef %54, i32 noundef 0, i32 noundef %55)
  %56 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %57 = getelementptr inbounds %struct.KeccakWidth1600_12rounds_SpongeInstanceStruct, ptr %56, i32 0, i32 0
  %58 = getelementptr inbounds [200 x i8], ptr %57, i64 0, i64 0
  call void @KeccakP1600_Permute_12rounds(ptr noundef %58)
  %59 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !14
  %60 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %61 = zext i32 %59 to i64
  %62 = getelementptr inbounds i8, ptr %60, i64 %61
  store ptr %62, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  br label %63

63:                                               ; preds = %50
  %64 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !14
  %65 = zext i32 %64 to i64
  %66 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %67 = sub i64 %66, %65
  store i64 %67, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  br label %45, !llvm.loop !17

68:                                               ; preds = %45
  %69 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %70 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %71 = sub i64 %69, %70
  store i64 %71, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  br label %124

72:                                               ; preds = %34, %29
  %73 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %74 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %75 = sub i64 %73, %74
  %76 = trunc i64 %75 to i32
  store i32 %76, ptr %10, align 4, !tbaa !14
  %77 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !14
  %78 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %79 = getelementptr inbounds %struct.KeccakWidth1600_12rounds_SpongeInstanceStruct, ptr %78, i32 0, i32 2
  %80 = load i32, ptr %79, align 4, !tbaa !16
  %81 = add i32 %77, %80
  %82 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !14
  %83 = icmp ugt i32 %81, %82
  br i1 %83, label %84, label %90

84:                                               ; preds = %72
  %85 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !14
  %86 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %87 = getelementptr inbounds %struct.KeccakWidth1600_12rounds_SpongeInstanceStruct, ptr %86, i32 0, i32 2
  %88 = load i32, ptr %87, align 4, !tbaa !16
  %89 = sub i32 %85, %88
  store i32 %89, ptr %10, align 4, !tbaa !14
  br label %90

90:                                               ; preds = %84, %72
  %91 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !14
  %92 = zext i32 %91 to i64
  %93 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %94 = add i64 %93, %92
  store i64 %94, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %95 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %96 = getelementptr inbounds %struct.KeccakWidth1600_12rounds_SpongeInstanceStruct, ptr %95, i32 0, i32 0
  %97 = getelementptr inbounds [200 x i8], ptr %96, i64 0, i64 0
  %98 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %99 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %100 = getelementptr inbounds %struct.KeccakWidth1600_12rounds_SpongeInstanceStruct, ptr %99, i32 0, i32 2
  %101 = load i32, ptr %100, align 4, !tbaa !16
  %102 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !14
  call void @KeccakP1600_AddBytes(ptr noundef %97, ptr noundef %98, i32 noundef %101, i32 noundef %102)
  %103 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !14
  %104 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %105 = zext i32 %103 to i64
  %106 = getelementptr inbounds i8, ptr %104, i64 %105
  store ptr %106, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %107 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !14
  %108 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %109 = getelementptr inbounds %struct.KeccakWidth1600_12rounds_SpongeInstanceStruct, ptr %108, i32 0, i32 2
  %110 = load i32, ptr %109, align 4, !tbaa !16
  %111 = add i32 %110, %107
  store i32 %111, ptr %109, align 4, !tbaa !16
  %112 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %113 = getelementptr inbounds %struct.KeccakWidth1600_12rounds_SpongeInstanceStruct, ptr %112, i32 0, i32 2
  %114 = load i32, ptr %113, align 4, !tbaa !16
  %115 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !14
  %116 = icmp eq i32 %114, %115
  br i1 %116, label %117, label %123

117:                                              ; preds = %90
  %118 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %119 = getelementptr inbounds %struct.KeccakWidth1600_12rounds_SpongeInstanceStruct, ptr %118, i32 0, i32 0
  %120 = getelementptr inbounds [200 x i8], ptr %119, i64 0, i64 0
  call void @KeccakP1600_Permute_12rounds(ptr noundef %120)
  %121 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %122 = getelementptr inbounds %struct.KeccakWidth1600_12rounds_SpongeInstanceStruct, ptr %121, i32 0, i32 2
  store i32 0, ptr %122, align 4, !tbaa !16
  br label %123

123:                                              ; preds = %117, %90
  br label %124

124:                                              ; preds = %123, %68
  br label %25, !llvm.loop !19

125:                                              ; preds = %25
  store i32 0, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %13, align 4
  br label %126

126:                                              ; preds = %125, %22
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %11) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %8) #3
  %127 = load i32, ptr %4, align 4
  ret i32 %127
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { "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 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 #3 = { 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, !13, i64 200}
!12 = !{!"KeccakWidth1600_12rounds_SpongeInstanceStruct", !7, i64 0, !13, i64 200, !13, i64 204, !13, i64 208}
!13 = !{!"int", !7, i64 0}
!14 = !{!13, !13, i64 0}
!15 = !{!12, !13, i64 208}
!16 = !{!12, !13, i64 204}
!17 = distinct !{!17, !18}
!18 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!19 = distinct !{!19, !18}


; 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"

declare void @KeccakP1600_AddBytes(ptr noundef, ptr noundef, i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #0

declare void @KeccakP1600_Permute_12rounds(ptr noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local range(i32 0, 2) i32 @KeccakWidth1600_12rounds_SpongeAbsorb(ptr noundef %0, ptr noundef %1, i64 noundef %2) local_unnamed_addr #1 {
  %4 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 200
  %5 = load i32, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %6 = lshr i32 %5, 3
  %7 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 208
  %8 = load i32, ptr %7, align 8, !tbaa !10
  %.not = icmp eq i32 %8, 0
  br i1 %.not, label %.preheader, label %.loopexit

.preheader:                                       ; preds = %3
  %.not61 = icmp eq i64 %2, 0
  br i1 %.not61, label %.loopexit, label %.lr.ph60

.lr.ph60:                                         ; preds = %.preheader
  %9 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 204
  %10 = zext nneg i32 %6 to i64
  br label %11

11:                                               ; preds = %.lr.ph60, %32
  %.04459 = phi ptr [ %1, %.lr.ph60 ], [ %.2, %32 ]
  %.04758 = phi i64 [ 0, %.lr.ph60 ], [ %.148, %32 ]
  %12 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !11
  %13 = icmp ne i32 %12, 0
  %14 = add i64 %.04758, %10
  %.not52 = icmp ugt i64 %14, %2
  %or.cond = select i1 %13, i1 true, i1 %.not52
  %15 = sub i64 %2, %.04758
  br i1 %or.cond, label %20, label %16

16:                                               ; preds = %11
  %.not5354 = icmp ult i64 %15, %10
  br i1 %.not5354, label %._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %16, %.lr.ph
  %.156 = phi ptr [ %17, %.lr.ph ], [ %.04459, %16 ]
  %.04655 = phi i64 [ %18, %.lr.ph ], [ %15, %16 ]
  tail call void @KeccakP1600_AddBytes(ptr noundef %0, ptr noundef %.156, i32 noundef 0, i32 noundef %6) #2
  tail call void @KeccakP1600_Permute_12rounds(ptr noundef %0) #2
  %17 = getelementptr inbounds i8, ptr %.156, i64 %10
  %18 = sub i64 %.04655, %10
  %.not53 = icmp ult i64 %18, %10
  br i1 %.not53, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !12

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph, %16
  %.046.lcssa = phi i64 [ %15, %16 ], [ %18, %.lr.ph ]
  %.1.lcssa = phi ptr [ %.04459, %16 ], [ %17, %.lr.ph ]
  %19 = sub i64 %2, %.046.lcssa
  br label %32

20:                                               ; preds = %11
  %21 = trunc i64 %15 to i32
  %22 = add i32 %12, %21
  %23 = icmp ugt i32 %22, %6
  %24 = sub i32 %6, %12
  %spec.select = select i1 %23, i32 %24, i32 %21
  %25 = zext i32 %spec.select to i64
  %26 = add i64 %.04758, %25
  tail call void @KeccakP1600_AddBytes(ptr noundef nonnull %0, ptr noundef %.04459, i32 noundef %12, i32 noundef %spec.select) #2
  %27 = getelementptr inbounds i8, ptr %.04459, i64 %25
  %28 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !11
  %29 = add i32 %28, %spec.select
  store i32 %29, ptr %9, align 4, !tbaa !11
  %30 = icmp eq i32 %29, %6
  br i1 %30, label %31, label %32

31:                                               ; preds = %20
  tail call void @KeccakP1600_Permute_12rounds(ptr noundef nonnull %0) #2
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !11
  br label %32

32:                                               ; preds = %20, %31, %._crit_edge
  %.148 = phi i64 [ %19, %._crit_edge ], [ %26, %31 ], [ %26, %20 ]
  %.2 = phi ptr [ %.1.lcssa, %._crit_edge ], [ %27, %31 ], [ %27, %20 ]
  %33 = icmp ult i64 %.148, %2
  br i1 %33, label %11, label %.loopexit, !llvm.loop !14

.loopexit:                                        ; preds = %32, %.preheader, %3
  %.0 = phi i32 [ 1, %3 ], [ 0, %.preheader ], [ 0, %32 ]
  ret i32 %.0
}

attributes #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 = { 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, !9, i64 200}
!6 = !{!"KeccakWidth1600_12rounds_SpongeInstanceStruct", !7, i64 0, !9, i64 200, !9, i64 204, !9, i64 208}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = !{!"int", !7, i64 0}
!10 = !{!6, !9, i64 208}
!11 = !{!6, !9, i64 204}
!12 = distinct !{!12, !13}
!13 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!14 = distinct !{!14, !13}


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