Some compile time improvements resulting in a 1sec speedup in the 5sec
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1 <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN"
2                       "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
3 <html>
4 <head>
5   <title>LLVM Assembly Language Reference Manual</title>
6   <link rel="stylesheet" href="llvm.css" type="text/css">
7 </head>
8
9 <body>
10
11 <div class="doc_title"> LLVM Language Reference Manual </div>
12 <ol>
13   <li><a href="#abstract">Abstract</a></li>
14   <li><a href="#introduction">Introduction</a></li>
15   <li><a href="#identifiers">Identifiers</a></li>
16   <li><a href="#typesystem">Type System</a>
17     <ol>
18       <li><a href="#t_primitive">Primitive Types</a>    
19         <ol>
20           <li><a href="#t_classifications">Type Classifications</a></li>
21         </ol>
22       </li>
23       <li><a href="#t_derived">Derived Types</a>
24         <ol>
25           <li><a href="#t_array">Array Type</a></li>
26           <li><a href="#t_function">Function Type</a></li>
27           <li><a href="#t_pointer">Pointer Type</a></li>
28           <li><a href="#t_struct">Structure Type</a></li>
29 <!-- <li><a href="#t_packed" >Packed Type</a> -->
30         </ol>
31       </li>
32     </ol>
33   </li>
34   <li><a href="#highlevel">High Level Structure</a>
35     <ol>
36       <li><a href="#modulestructure">Module Structure</a></li>
37       <li><a href="#globalvars">Global Variables</a></li>
38       <li><a href="#functionstructure">Function Structure</a></li>
39     </ol>
40   </li>
41   <li><a href="#instref">Instruction Reference</a>
42     <ol>
43       <li><a href="#terminators">Terminator Instructions</a>
44         <ol>
45           <li><a href="#i_ret">'<tt>ret</tt>' Instruction</a></li>
46           <li><a href="#i_br">'<tt>br</tt>' Instruction</a></li>
47           <li><a href="#i_switch">'<tt>switch</tt>' Instruction</a></li>
48           <li><a href="#i_invoke">'<tt>invoke</tt>' Instruction</a></li>
49           <li><a href="#i_unwind">'<tt>unwind</tt>'  Instruction</a></li>
50         </ol>
51       </li>
52       <li><a href="#binaryops">Binary Operations</a>
53         <ol>
54           <li><a href="#i_add">'<tt>add</tt>' Instruction</a></li>
55           <li><a href="#i_sub">'<tt>sub</tt>' Instruction</a></li>
56           <li><a href="#i_mul">'<tt>mul</tt>' Instruction</a></li>
57           <li><a href="#i_div">'<tt>div</tt>' Instruction</a></li>
58           <li><a href="#i_rem">'<tt>rem</tt>' Instruction</a></li>
59           <li><a href="#i_setcc">'<tt>set<i>cc</i></tt>' Instructions</a></li>
60         </ol>
61       </li>
62       <li><a href="#bitwiseops">Bitwise Binary Operations</a>
63         <ol>
64           <li><a href="#i_and">'<tt>and</tt>' Instruction</a></li>
65           <li><a href="#i_or">'<tt>or</tt>'  Instruction</a></li>
66           <li><a href="#i_xor">'<tt>xor</tt>' Instruction</a></li>
67           <li><a href="#i_shl">'<tt>shl</tt>' Instruction</a></li>
68           <li><a href="#i_shr">'<tt>shr</tt>' Instruction</a></li>
69         </ol>
70       </li>
71       <li><a href="#memoryops">Memory Access Operations</a>
72         <ol>
73           <li><a href="#i_malloc">'<tt>malloc</tt>'   Instruction</a></li>
74           <li><a href="#i_free">'<tt>free</tt>'     Instruction</a></li>
75           <li><a href="#i_alloca">'<tt>alloca</tt>'   Instruction</a></li>
76          <li><a href="#i_load">'<tt>load</tt>'     Instruction</a></li>
77          <li><a href="#i_store">'<tt>store</tt>'    Instruction</a></li>
78          <li><a href="#i_getelementptr">'<tt>getelementptr</tt>' Instruction</a></li>
79         </ol>
80       </li>
81       <li><a href="#otherops">Other Operations</a>
82         <ol>
83           <li><a href="#i_phi">'<tt>phi</tt>'   Instruction</a></li>
84           <li><a href="#i_cast">'<tt>cast .. to</tt>' Instruction</a></li>
85           <li><a href="#i_select">'<tt>select</tt>' Instruction</a></li>
86           <li><a href="#i_call">'<tt>call</tt>'  Instruction</a></li>
87           <li><a href="#i_vanext">'<tt>vanext</tt>' Instruction</a></li>
88           <li><a href="#i_vaarg">'<tt>vaarg</tt>'  Instruction</a></li>
89         </ol>
90       </li>
91     </ol>
92   </li>
93   <li><a href="#intrinsics">Intrinsic Functions</a>
94     <ol>
95       <li><a href="#int_varargs">Variable Argument Handling Intrinsics</a>
96         <ol>
97           <li><a href="#i_va_start">'<tt>llvm.va_start</tt>' Intrinsic</a></li>
98           <li><a href="#i_va_end">'<tt>llvm.va_end</tt>'   Intrinsic</a></li>
99           <li><a href="#i_va_copy">'<tt>llvm.va_copy</tt>'  Intrinsic</a></li>
100         </ol>
101       </li>
102       <li><a href="#int_gc">Accurate Garbage Collection Intrinsics</a>
103         <ol>
104           <li><a href="#i_gcroot">'<tt>llvm.gcroot</tt>' Intrinsic</a></li>
105           <li><a href="#i_gcread">'<tt>llvm.gcread</tt>' Intrinsic</a></li>
106           <li><a href="#i_gcwrite">'<tt>llvm.gcwrite</tt>' Intrinsic</a></li>
107         </ol>
108       </li>
109       <li><a href="#int_codegen">Code Generator Intrinsics</a>
110         <ol>
111           <li><a href="#i_returnaddress">'<tt>llvm.returnaddress</tt>' Intrinsic</a></li>
112           <li><a href="#i_frameaddress">'<tt>llvm.frameaddress</tt>'   Intrinsic</a></li>
113         </ol>
114       </li>
115       <li><a href="#int_os">Operating System Intrinsics</a>
116         <ol>
117           <li><a href="#i_readport">'<tt>llvm.readport</tt>' Intrinsic</a></li>
118           <li><a href="#i_writeport">'<tt>llvm.writeport</tt>' Intrinsic</a></li>
119           <li><a href="#i_readio">'<tt>llvm.readio</tt>'   Intrinsic</a></li>
120           <li><a href="#i_writeio">'<tt>llvm.writeio</tt>'   Intrinsic</a></li>
121         </ol>
122       <li><a href="#int_libc">Standard C Library Intrinsics</a>
123         <ol>
124           <li><a href="#i_memcpy">'<tt>llvm.memcpy</tt>' Intrinsic</a></li>
125           <li><a href="#i_memmove">'<tt>llvm.memmove</tt>' Intrinsic</a></li>
126           <li><a href="#i_memset">'<tt>llvm.memset</tt>' Intrinsic</a></li>
127           <li><a href="#i_isunordered">'<tt>llvm.isunordered</tt>' Intrinsic</a></li>
128         </ol>
129       </li>
130       <li><a href="#int_debugger">Debugger intrinsics</a></li>
131     </ol>
132   </li>
133 </ol>
134
135 <div class="doc_author">
136   <p>Written by <a href="mailto:sabre@nondot.org">Chris Lattner</a>
137             and <a href="mailto:vadve@cs.uiuc.edu">Vikram Adve</a></p>
138 </div>
139
140 <!-- *********************************************************************** -->
141 <div class="doc_section"> <a name="abstract">Abstract </a></div>
142 <!-- *********************************************************************** -->
143
144 <div class="doc_text">
145 <p>This document is a reference manual for the LLVM assembly language. 
146 LLVM is an SSA based representation that provides type safety,
147 low-level operations, flexibility, and the capability of representing
148 'all' high-level languages cleanly.  It is the common code
149 representation used throughout all phases of the LLVM compilation
150 strategy.</p>
151 </div>
152
153 <!-- *********************************************************************** -->
154 <div class="doc_section"> <a name="introduction">Introduction</a> </div>
155 <!-- *********************************************************************** -->
156
157 <div class="doc_text">
158
159 <p>The LLVM code representation is designed to be used in three
160 different forms: as an in-memory compiler IR, as an on-disk bytecode
161 representation (suitable for fast loading by a Just-In-Time compiler),
162 and as a human readable assembly language representation.  This allows
163 LLVM to provide a powerful intermediate representation for efficient
164 compiler transformations and analysis, while providing a natural means
165 to debug and visualize the transformations.  The three different forms
166 of LLVM are all equivalent.  This document describes the human readable
167 representation and notation.</p>
168
169 <p>The LLVM representation aims to be a light-weight and low-level
170 while being expressive, typed, and extensible at the same time.  It
171 aims to be a "universal IR" of sorts, by being at a low enough level
172 that high-level ideas may be cleanly mapped to it (similar to how
173 microprocessors are "universal IR's", allowing many source languages to
174 be mapped to them).  By providing type information, LLVM can be used as
175 the target of optimizations: for example, through pointer analysis, it
176 can be proven that a C automatic variable is never accessed outside of
177 the current function... allowing it to be promoted to a simple SSA
178 value instead of a memory location.</p>
179
180 </div>
181
182 <!-- _______________________________________________________________________ -->
183 <div class="doc_subsubsection"> <a name="wellformed">Well-Formedness</a> </div>
184
185 <div class="doc_text">
186
187 <p>It is important to note that this document describes 'well formed'
188 LLVM assembly language.  There is a difference between what the parser
189 accepts and what is considered 'well formed'.  For example, the
190 following instruction is syntactically okay, but not well formed:</p>
191
192 <pre>
193   %x = <a href="#i_add">add</a> int 1, %x
194 </pre>
195
196 <p>...because the definition of <tt>%x</tt> does not dominate all of
197 its uses. The LLVM infrastructure provides a verification pass that may
198 be used to verify that an LLVM module is well formed.  This pass is
199 automatically run by the parser after parsing input assembly, and by
200 the optimizer before it outputs bytecode.  The violations pointed out
201 by the verifier pass indicate bugs in transformation passes or input to
202 the parser.</p>
203
204 <!-- Describe the typesetting conventions here. --> </div>
205
206 <!-- *********************************************************************** -->
207 <div class="doc_section"> <a name="identifiers">Identifiers</a> </div>
208 <!-- *********************************************************************** -->
209
210 <div class="doc_text">
211
212 <p>LLVM uses three different forms of identifiers, for different
213 purposes:</p>
214
215 <ol>
216   <li>Numeric constants are represented as you would expect: 12, -3
217 123.421,   etc.  Floating point constants have an optional hexadecimal
218 notation.</li>
219   <li>Named values are represented as a string of characters with a '%'
220 prefix.   For example, %foo, %DivisionByZero,
221 %a.really.long.identifier.  The actual   regular expression used is '<tt>%[a-zA-Z$._][a-zA-Z$._0-9]*</tt>'.
222 Identifiers which require other characters in their names can be
223 surrounded   with quotes.  In this way, anything except a <tt>"</tt>
224 character can be used   in a name.</li>
225   <li>Unnamed values are represented as an unsigned numeric value with
226 a '%'   prefix.  For example, %12, %2, %44.</li>
227 </ol>
228 <p>LLVM requires that values start with a '%' sign for two reasons:
229 Compilers don't need to worry about name clashes with reserved words,
230 and the set of reserved words may be expanded in the future without
231 penalty.  Additionally, unnamed identifiers allow a compiler to quickly
232 come up with a temporary variable without having to avoid symbol table
233 conflicts.</p>
234 <p>Reserved words in LLVM are very similar to reserved words in other
235 languages. There are keywords for different opcodes ('<tt><a
236  href="#i_add">add</a></tt>', '<tt><a href="#i_cast">cast</a></tt>', '<tt><a
237  href="#i_ret">ret</a></tt>', etc...), for primitive type names ('<tt><a
238  href="#t_void">void</a></tt>', '<tt><a href="#t_uint">uint</a></tt>',
239 etc...), and others.  These reserved words cannot conflict with
240 variable names, because none of them start with a '%' character.</p>
241 <p>Here is an example of LLVM code to multiply the integer variable '<tt>%X</tt>'
242 by 8:</p>
243 <p>The easy way:</p>
244 <pre>  %result = <a href="#i_mul">mul</a> uint %X, 8<br></pre>
245 <p>After strength reduction:</p>
246 <pre>  %result = <a href="#i_shl">shl</a> uint %X, ubyte 3<br></pre>
247 <p>And the hard way:</p>
248 <pre>  <a href="#i_add">add</a> uint %X, %X           <i>; yields {uint}:%0</i>
249   <a
250  href="#i_add">add</a> uint %0, %0           <i>; yields {uint}:%1</i>
251   %result = <a
252  href="#i_add">add</a> uint %1, %1<br></pre>
253 <p>This last way of multiplying <tt>%X</tt> by 8 illustrates several
254 important lexical features of LLVM:</p>
255 <ol>
256   <li>Comments are delimited with a '<tt>;</tt>' and go until the end
257 of   line.</li>
258   <li>Unnamed temporaries are created when the result of a computation
259 is not   assigned to a named value.</li>
260   <li>Unnamed temporaries are numbered sequentially</li>
261 </ol>
262 <p>...and it also show a convention that we follow in this document. 
263 When demonstrating instructions, we will follow an instruction with a
264 comment that defines the type and name of value produced.  Comments are
265 shown in italic text.</p>
266 <p>The one non-intuitive notation for constants is the optional
267 hexidecimal form of floating point constants.  For example, the form '<tt>double
268 0x432ff973cafa8000</tt>' is equivalent to (but harder to read than) '<tt>double
269 4.5e+15</tt>' which is also supported by the parser.  The only time
270 hexadecimal floating point constants are useful (and the only time that
271 they are generated by the disassembler) is when an FP constant has to
272 be emitted that is not representable as a decimal floating point number
273 exactly.  For example, NaN's, infinities, and other special cases are
274 represented in their IEEE hexadecimal format so that assembly and
275 disassembly do not cause any bits to change in the constants.</p>
276 </div>
277 <!-- *********************************************************************** -->
278 <div class="doc_section"> <a name="typesystem">Type System</a> </div>
279 <!-- *********************************************************************** -->
280 <div class="doc_text">
281 <p>The LLVM type system is one of the most important features of the
282 intermediate representation.  Being typed enables a number of
283 optimizations to be performed on the IR directly, without having to do
284 extra analyses on the side before the transformation.  A strong type
285 system makes it easier to read the generated code and enables novel
286 analyses and transformations that are not feasible to perform on normal
287 three address code representations.</p>
288 <!-- The written form for the type system was heavily influenced by the
289 syntactic problems with types in the C language<sup><a
290 href="#rw_stroustrup">1</a></sup>.<p> --> </div>
291 <!-- ======================================================================= -->
292 <div class="doc_subsection"> <a name="t_primitive">Primitive Types</a> </div>
293 <div class="doc_text">
294 <p>The primitive types are the fundamental building blocks of the LLVM
295 system. The current set of primitive types are as follows:</p>
296
297 <table border="0" style="align: center">
298   <tbody>
299     <tr>
300       <td>
301       <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="4" style="align: center">
302         <tbody>
303           <tr>
304             <td><tt>void</tt></td>
305             <td>No value</td>
306           </tr>
307           <tr>
308             <td><tt>ubyte</tt></td>
309             <td>Unsigned 8 bit value</td>
310           </tr>
311           <tr>
312             <td><tt>ushort</tt></td>
313             <td>Unsigned 16 bit value</td>
314           </tr>
315           <tr>
316             <td><tt>uint</tt></td>
317             <td>Unsigned 32 bit value</td>
318           </tr>
319           <tr>
320             <td><tt>ulong</tt></td>
321             <td>Unsigned 64 bit value</td>
322           </tr>
323           <tr>
324             <td><tt>float</tt></td>
325             <td>32 bit floating point value</td>
326           </tr>
327           <tr>
328             <td><tt>label</tt></td>
329             <td>Branch destination</td>
330           </tr>
331         </tbody>
332       </table>
333       </td>
334       <td valign="top">
335       <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="4">
336         <tbody>
337           <tr>
338             <td><tt>bool</tt></td>
339             <td>True or False value</td>
340           </tr>
341           <tr>
342             <td><tt>sbyte</tt></td>
343             <td>Signed 8 bit value</td>
344           </tr>
345           <tr>
346             <td><tt>short</tt></td>
347             <td>Signed 16 bit value</td>
348           </tr>
349           <tr>
350             <td><tt>int</tt></td>
351             <td>Signed 32 bit value</td>
352           </tr>
353           <tr>
354             <td><tt>long</tt></td>
355             <td>Signed 64 bit value</td>
356           </tr>
357           <tr>
358             <td><tt>double</tt></td>
359             <td>64 bit floating point value</td>
360           </tr>
361         </tbody>
362       </table>
363       </td>
364     </tr>
365   </tbody>
366 </table>
367
368 </div>
369 <!-- _______________________________________________________________________ -->
370 <div class="doc_subsubsection"> <a name="t_classifications">Type
371 Classifications</a> </div>
372 <div class="doc_text">
373 <p>These different primitive types fall into a few useful
374 classifications:</p>
375
376 <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="4">
377   <tbody>
378     <tr>
379       <td><a name="t_signed">signed</a></td>
380       <td><tt>sbyte, short, int, long, float, double</tt></td>
381     </tr>
382     <tr>
383       <td><a name="t_unsigned">unsigned</a></td>
384       <td><tt>ubyte, ushort, uint, ulong</tt></td>
385     </tr>
386     <tr>
387       <td><a name="t_integer">integer</a></td>
388       <td><tt>ubyte, sbyte, ushort, short, uint, int, ulong, long</tt></td>
389     </tr>
390     <tr>
391       <td><a name="t_integral">integral</a></td>
392       <td><tt>bool, ubyte, sbyte, ushort, short, uint, int, ulong, long</tt></td>
393     </tr>
394     <tr>
395       <td><a name="t_floating">floating point</a></td>
396       <td><tt>float, double</tt></td>
397     </tr>
398     <tr>
399       <td><a name="t_firstclass">first class</a></td>
400       <td><tt>bool, ubyte, sbyte, ushort, short,<br>
401 uint, int, ulong, long, float, double, <a href="#t_pointer">pointer</a></tt></td>
402     </tr>
403   </tbody>
404 </table>
405
406 <p>The <a href="#t_firstclass">first class</a> types are perhaps the
407 most important.  Values of these types are the only ones which can be
408 produced by instructions, passed as arguments, or used as operands to
409 instructions.  This means that all structures and arrays must be
410 manipulated either by pointer or by component.</p>
411 </div>
412 <!-- ======================================================================= -->
413 <div class="doc_subsection"> <a name="t_derived">Derived Types</a> </div>
414 <div class="doc_text">
415 <p>The real power in LLVM comes from the derived types in the system. 
416 This is what allows a programmer to represent arrays, functions,
417 pointers, and other useful types.  Note that these derived types may be
418 recursive: For example, it is possible to have a two dimensional array.</p>
419 </div>
420 <!-- _______________________________________________________________________ -->
421 <div class="doc_subsubsection"> <a name="t_array">Array Type</a> </div>
422 <div class="doc_text">
423 <h5>Overview:</h5>
424 <p>The array type is a very simple derived type that arranges elements
425 sequentially in memory.  The array type requires a size (number of
426 elements) and an underlying data type.</p>
427 <h5>Syntax:</h5>
428 <pre>  [&lt;# elements&gt; x &lt;elementtype&gt;]<br></pre>
429 <p>The number of elements is a constant integer value, elementtype may
430 be any type with a size.</p>
431 <h5>Examples:</h5>
432 <p> <tt>[40 x int ]</tt>: Array of 40 integer values.<br>
433 <tt>[41 x int ]</tt>: Array of 41 integer values.<br>
434 <tt>[40 x uint]</tt>: Array of 40 unsigned integer values.</p>
435 <p> </p>
436 <p>Here are some examples of multidimensional arrays:</p>
437
438 <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
439   <tbody>
440     <tr>
441       <td><tt>[3 x [4 x int]]</tt></td>
442       <td>: 3x4 array integer values.</td>
443     </tr>
444     <tr>
445       <td><tt>[12 x [10 x float]]</tt></td>
446       <td>: 12x10 array of single precision floating point values.</td>
447     </tr>
448     <tr>
449       <td><tt>[2 x [3 x [4 x uint]]]</tt></td>
450       <td>: 2x3x4 array of unsigned integer values.</td>
451     </tr>
452   </tbody>
453 </table>
454
455 </div>
456 <!-- _______________________________________________________________________ -->
457 <div class="doc_subsubsection"> <a name="t_function">Function Type</a> </div>
458 <div class="doc_text">
459 <h5>Overview:</h5>
460 <p>The function type can be thought of as a function signature.  It
461 consists of a return type and a list of formal parameter types. 
462 Function types are usually used to build virtual function tables
463 (which are structures of pointers to functions), for indirect function
464 calls, and when defining a function.</p>
465 <p>
466 The return type of a function type cannot be an aggregate type.
467 </p>
468 <h5>Syntax:</h5>
469 <pre>  &lt;returntype&gt; (&lt;parameter list&gt;)<br></pre>
470 <p>Where '<tt>&lt;parameter list&gt;</tt>' is a comma-separated list of
471 type specifiers.  Optionally, the parameter list may include a type <tt>...</tt>,
472 which indicates that the function takes a variable number of arguments.
473 Variable argument functions can access their arguments with the <a
474  href="#int_varargs">variable argument handling intrinsic</a> functions.</p>
475 <h5>Examples:</h5>
476
477 <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
478   <tbody>
479     <tr>
480       <td><tt>int (int)</tt></td>
481       <td>: function taking an <tt>int</tt>, returning an <tt>int</tt></td>
482     </tr>
483     <tr>
484       <td><tt>float (int, int *) *</tt></td>
485       <td>: <a href="#t_pointer">Pointer</a> to a function that takes
486 an <tt>int</tt> and a <a href="#t_pointer">pointer</a> to <tt>int</tt>,
487 returning <tt>float</tt>.</td>
488     </tr>
489     <tr>
490       <td><tt>int (sbyte *, ...)</tt></td>
491       <td>: A vararg function that takes at least one <a
492  href="#t_pointer">pointer</a> to <tt>sbyte</tt> (signed char in C),
493 which       returns an integer.  This is the signature for <tt>printf</tt>
494 in LLVM.</td>
495     </tr>
496   </tbody>
497 </table>
498
499 </div>
500 <!-- _______________________________________________________________________ -->
501 <div class="doc_subsubsection"> <a name="t_struct">Structure Type</a> </div>
502 <div class="doc_text">
503 <h5>Overview:</h5>
504 <p>The structure type is used to represent a collection of data members
505 together in memory.  The packing of the field types is defined to match
506 the ABI of the underlying processor.  The elements of a structure may
507 be any type that has a size.</p>
508 <p>Structures are accessed using '<tt><a href="#i_load">load</a></tt>
509 and '<tt><a href="#i_store">store</a></tt>' by getting a pointer to a
510 field with the '<tt><a href="#i_getelementptr">getelementptr</a></tt>'
511 instruction.</p>
512 <h5>Syntax:</h5>
513 <pre>  { &lt;type list&gt; }<br></pre>
514 <h5>Examples:</h5>
515
516 <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
517   <tbody>
518     <tr>
519       <td><tt>{ int, int, int }</tt></td>
520       <td>: a triple of three <tt>int</tt> values</td>
521     </tr>
522     <tr>
523       <td><tt>{ float, int (int) * }</tt></td>
524       <td>: A pair, where the first element is a <tt>float</tt> and the
525 second       element is a <a href="#t_pointer">pointer</a> to a <a
526  href="#t_function">function</a> that takes an <tt>int</tt>, returning
527 an <tt>int</tt>.</td>
528     </tr>
529   </tbody>
530 </table>
531
532 </div>
533 <!-- _______________________________________________________________________ -->
534 <div class="doc_subsubsection"> <a name="t_pointer">Pointer Type</a> </div>
535 <div class="doc_text">
536 <h5>Overview:</h5>
537 <p>As in many languages, the pointer type represents a pointer or
538 reference to another object, which must live in memory.</p>
539 <h5>Syntax:</h5>
540 <pre>  &lt;type&gt; *<br></pre>
541 <h5>Examples:</h5>
542
543 <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
544   <tbody>
545     <tr>
546       <td><tt>[4x int]*</tt></td>
547       <td>: <a href="#t_pointer">pointer</a> to <a href="#t_array">array</a>
548 of four <tt>int</tt> values</td>
549     </tr>
550     <tr>
551       <td><tt>int (int *) *</tt></td>
552       <td>: A <a href="#t_pointer">pointer</a> to a <a
553  href="#t_function">function</a> that takes an <tt>int</tt>, returning
554 an <tt>int</tt>.</td>
555     </tr>
556   </tbody>
557 </table>
558
559 </div>
560 <!-- _______________________________________________________________________ --><!--
561 <div class="doc_subsubsection">
562   <a name="t_packed">Packed Type</a>
563 </div>
564
565 <div class="doc_text">
566
567 Mention/decide that packed types work with saturation or not. Maybe have a packed+saturated type in addition to just a packed type.<p>
568
569 Packed types should be 'nonsaturated' because standard data types are not saturated.  Maybe have a saturated packed type?<p>
570
571 </div>
572
573 --><!-- *********************************************************************** -->
574 <div class="doc_section"> <a name="highlevel">High Level Structure</a> </div>
575 <!-- *********************************************************************** --><!-- ======================================================================= -->
576 <div class="doc_subsection"> <a name="modulestructure">Module Structure</a> </div>
577 <div class="doc_text">
578 <p>LLVM programs are composed of "Module"s, each of which is a
579 translation unit of the input programs.  Each module consists of
580 functions, global variables, and symbol table entries.  Modules may be
581 combined together with the LLVM linker, which merges function (and
582 global variable) definitions, resolves forward declarations, and merges
583 symbol table entries. Here is an example of the "hello world" module:</p>
584 <pre><i>; Declare the string constant as a global constant...</i>
585 <a href="#identifiers">%.LC0</a> = <a href="#linkage_internal">internal</a> <a
586  href="#globalvars">constant</a> <a href="#t_array">[13 x sbyte]</a> c"hello world\0A\00"          <i>; [13 x sbyte]*</i>
587
588 <i>; External declaration of the puts function</i>
589 <a href="#functionstructure">declare</a> int %puts(sbyte*)                                            <i>; int(sbyte*)* </i>
590
591 <i>; Definition of main function</i>
592 int %main() {                                                        <i>; int()* </i>
593         <i>; Convert [13x sbyte]* to sbyte *...</i>
594         %cast210 = <a
595  href="#i_getelementptr">getelementptr</a> [13 x sbyte]* %.LC0, long 0, long 0 <i>; sbyte*</i>
596
597         <i>; Call puts function to write out the string to stdout...</i>
598         <a
599  href="#i_call">call</a> int %puts(sbyte* %cast210)                              <i>; int</i>
600         <a
601  href="#i_ret">ret</a> int 0<br>}<br></pre>
602 <p>This example is made up of a <a href="#globalvars">global variable</a>
603 named "<tt>.LC0</tt>", an external declaration of the "<tt>puts</tt>"
604 function, and a <a href="#functionstructure">function definition</a>
605 for "<tt>main</tt>".</p>
606 <a name="linkage"> In general, a module is made up of a list of global
607 values, where both functions and global variables are global values. 
608 Global values are represented by a pointer to a memory location (in
609 this case, a pointer to an array of char, and a pointer to a function),
610 and have one of the following linkage types:</a>
611 <p> </p>
612 <dl>
613   <dt><tt><b><a name="linkage_internal">internal</a></b></tt> </dt>
614   <dd>Global values with internal linkage are only directly accessible
615 by objects in the current module.  In particular, linking code into a
616 module with an internal global value may cause the internal to be
617 renamed as necessary to avoid collisions.  Because the symbol is
618 internal to the module, all references can be updated.  This
619 corresponds to the notion of the '<tt>static</tt>' keyword in C, or the
620 idea of "anonymous namespaces" in C++.
621     <p> </p>
622   </dd>
623   <dt><tt><b><a name="linkage_linkonce">linkonce</a></b></tt>: </dt>
624   <dd>"<tt>linkonce</tt>" linkage is similar to <tt>internal</tt>
625 linkage, with the twist that linking together two modules defining the
626 same <tt>linkonce</tt> globals will cause one of the globals to be
627 discarded.  This is typically used to implement inline functions. 
628 Unreferenced <tt>linkonce</tt> globals are allowed to be discarded.
629     <p> </p>
630   </dd>
631   <dt><tt><b><a name="linkage_weak">weak</a></b></tt>: </dt>
632   <dd>"<tt>weak</tt>" linkage is exactly the same as <tt>linkonce</tt>
633 linkage, except that unreferenced <tt>weak</tt> globals may not be
634 discarded.  This is used to implement constructs in C such as "<tt>int
635 X;</tt>" at global scope.
636     <p> </p>
637   </dd>
638   <dt><tt><b><a name="linkage_appending">appending</a></b></tt>: </dt>
639   <dd>"<tt>appending</tt>" linkage may only be applied to global
640 variables of pointer to array type.  When two global variables with
641 appending linkage are linked together, the two global arrays are
642 appended together.  This is the LLVM, typesafe, equivalent of having
643 the system linker append together "sections" with identical names when
644 .o files are linked.
645     <p> </p>
646   </dd>
647   <dt><tt><b><a name="linkage_external">externally visible</a></b></tt>:</dt>
648   <dd>If none of the above identifiers are used, the global is
649 externally visible, meaning that it participates in linkage and can be
650 used to resolve external symbol references.
651     <p> </p>
652   </dd>
653 </dl>
654 <p> </p>
655 <p><a name="linkage_external">For example, since the "<tt>.LC0</tt>"
656 variable is defined to be internal, if another module defined a "<tt>.LC0</tt>"
657 variable and was linked with this one, one of the two would be renamed,
658 preventing a collision.  Since "<tt>main</tt>" and "<tt>puts</tt>" are
659 external (i.e., lacking any linkage declarations), they are accessible
660 outside of the current module.  It is illegal for a function <i>declaration</i>
661 to have any linkage type other than "externally visible".</a></p>
662 </div>
663
664 <!-- ======================================================================= -->
665 <div class="doc_subsection">
666   <a name="globalvars">Global Variables</a>
667 </div>
668
669 <div class="doc_text">
670
671 <p>Global variables define regions of memory allocated at compilation
672 time instead of run-time.  Global variables may optionally be
673 initialized.  A variable may be defined as a global "constant", which
674 indicates that the contents of the variable will never be modified
675 (opening options for optimization).</p>
676
677 <p>As SSA values, global variables define pointer values that are in
678 scope (i.e. they dominate) for all basic blocks in the program.  Global
679 variables always define a pointer to their "content" type because they
680 describe a region of memory, and all memory objects in LLVM are
681 accessed through pointers.</p>
682
683 </div>
684
685
686 <!-- ======================================================================= -->
687 <div class="doc_subsection">
688   <a name="functionstructure">Functions</a>
689 </div>
690
691 <div class="doc_text">
692
693 <p>LLVM function definitions are composed of a (possibly empty) argument list,
694 an opening curly brace, a list of basic blocks, and a closing curly brace.  LLVM
695 function declarations are defined with the "<tt>declare</tt>" keyword, a
696 function name, and a function signature.</p>
697
698 <p>A function definition contains a list of basic blocks, forming the CFG for
699 the function.  Each basic block may optionally start with a label (giving the
700 basic block a symbol table entry), contains a list of instructions, and ends
701 with a <a href="#terminators">terminator</a> instruction (such as a branch or
702 function return).</p>
703
704 <p>The first basic block in program is special in two ways: it is immediately
705 executed on entrance to the function, and it is not allowed to have predecessor
706 basic blocks (i.e. there can not be any branches to the entry block of a
707 function).  Because the block can have no predecessors, it also cannot have any
708 <a href="#i_phi">PHI nodes</a>.</p>
709
710 <p>LLVM functions are identified by their name and type signature.  Hence, two
711 functions with the same name but different parameter lists or return values are
712 considered different functions, and LLVM will resolves references to each
713 appropriately.</p>
714
715 </div>
716
717
718 <!-- *********************************************************************** -->
719 <div class="doc_section"> <a name="instref">Instruction Reference</a> </div>
720 <!-- *********************************************************************** -->
721 <div class="doc_text">
722 <p>The LLVM instruction set consists of several different
723 classifications of instructions: <a href="#terminators">terminator
724 instructions</a>, <a href="#binaryops">binary instructions</a>, <a
725  href="#memoryops">memory instructions</a>, and <a href="#otherops">other
726 instructions</a>.</p>
727 </div>
728 <!-- ======================================================================= -->
729 <div class="doc_subsection"> <a name="terminators">Terminator
730 Instructions</a> </div>
731 <div class="doc_text">
732 <p>As mentioned <a href="#functionstructure">previously</a>, every
733 basic block in a program ends with a "Terminator" instruction, which
734 indicates which block should be executed after the current block is
735 finished. These terminator instructions typically yield a '<tt>void</tt>'
736 value: they produce control flow, not values (the one exception being
737 the '<a href="#i_invoke"><tt>invoke</tt></a>' instruction).</p>
738 <p>There are five different terminator instructions: the '<a
739  href="#i_ret"><tt>ret</tt></a>' instruction, the '<a href="#i_br"><tt>br</tt></a>'
740 instruction, the '<a href="#i_switch"><tt>switch</tt></a>' instruction,
741 the '<a href="#i_invoke"><tt>invoke</tt></a>' instruction, and the '<a
742  href="#i_unwind"><tt>unwind</tt></a>' instruction.</p>
743 </div>
744 <!-- _______________________________________________________________________ -->
745 <div class="doc_subsubsection"> <a name="i_ret">'<tt>ret</tt>'
746 Instruction</a> </div>
747 <div class="doc_text">
748 <h5>Syntax:</h5>
749 <pre>  ret &lt;type&gt; &lt;value&gt;       <i>; Return a value from a non-void function</i>
750   ret void                 <i>; Return from void function</i>
751 </pre>
752 <h5>Overview:</h5>
753 <p>The '<tt>ret</tt>' instruction is used to return control flow (and a
754 value) from a function, back to the caller.</p>
755 <p>There are two forms of the '<tt>ret</tt>' instruction: one that
756 returns a value and then causes control flow, and one that just causes
757 control flow to occur.</p>
758 <h5>Arguments:</h5>
759 <p>The '<tt>ret</tt>' instruction may return any '<a
760  href="#t_firstclass">first class</a>' type.  Notice that a function is
761 not <a href="#wellformed">well formed</a> if there exists a '<tt>ret</tt>'
762 instruction inside of the function that returns a value that does not
763 match the return type of the function.</p>
764 <h5>Semantics:</h5>
765 <p>When the '<tt>ret</tt>' instruction is executed, control flow
766 returns back to the calling function's context.  If the caller is a "<a
767  href="#i_call"><tt>call</tt></a>" instruction, execution continues at
768 the instruction after the call.  If the caller was an "<a
769  href="#i_invoke"><tt>invoke</tt></a>" instruction, execution continues
770 at the beginning "normal" of the destination block.  If the instruction
771 returns a value, that value shall set the call or invoke instruction's
772 return value.</p>
773 <h5>Example:</h5>
774 <pre>  ret int 5                       <i>; Return an integer value of 5</i>
775   ret void                        <i>; Return from a void function</i>
776 </pre>
777 </div>
778 <!-- _______________________________________________________________________ -->
779 <div class="doc_subsubsection"> <a name="i_br">'<tt>br</tt>' Instruction</a> </div>
780 <div class="doc_text">
781 <h5>Syntax:</h5>
782 <pre>  br bool &lt;cond&gt;, label &lt;iftrue&gt;, label &lt;iffalse&gt;<br>  br label &lt;dest&gt;          <i>; Unconditional branch</i>
783 </pre>
784 <h5>Overview:</h5>
785 <p>The '<tt>br</tt>' instruction is used to cause control flow to
786 transfer to a different basic block in the current function.  There are
787 two forms of this instruction, corresponding to a conditional branch
788 and an unconditional branch.</p>
789 <h5>Arguments:</h5>
790 <p>The conditional branch form of the '<tt>br</tt>' instruction takes a
791 single '<tt>bool</tt>' value and two '<tt>label</tt>' values.  The
792 unconditional form of the '<tt>br</tt>' instruction takes a single '<tt>label</tt>'
793 value as a target.</p>
794 <h5>Semantics:</h5>
795 <p>Upon execution of a conditional '<tt>br</tt>' instruction, the '<tt>bool</tt>'
796 argument is evaluated.  If the value is <tt>true</tt>, control flows
797 to the '<tt>iftrue</tt>' <tt>label</tt> argument.  If "cond" is <tt>false</tt>,
798 control flows to the '<tt>iffalse</tt>' <tt>label</tt> argument.</p>
799 <h5>Example:</h5>
800 <pre>Test:<br>  %cond = <a href="#i_setcc">seteq</a> int %a, %b<br>  br bool %cond, label %IfEqual, label %IfUnequal<br>IfEqual:<br>  <a
801  href="#i_ret">ret</a> int 1<br>IfUnequal:<br>  <a href="#i_ret">ret</a> int 0<br></pre>
802 </div>
803 <!-- _______________________________________________________________________ -->
804 <div class="doc_subsubsection">
805    <a name="i_switch">'<tt>switch</tt>' Instruction</a>
806 </div>
807
808 <div class="doc_text">
809 <h5>Syntax:</h5>
810
811 <pre>
812   switch &lt;intty&gt; &lt;value&gt;, label &lt;defaultdest&gt; [ &lt;intty&gt; &lt;val&gt;, label &lt;dest&gt; ... ]
813 </pre>
814
815 <h5>Overview:</h5>
816
817 <p>The '<tt>switch</tt>' instruction is used to transfer control flow to one of
818 several different places.  It is a generalization of the '<tt>br</tt>'
819 instruction, allowing a branch to occur to one of many possible
820 destinations.</p>
821
822
823 <h5>Arguments:</h5>
824
825 <p>The '<tt>switch</tt>' instruction uses three parameters: an integer
826 comparison value '<tt>value</tt>', a default '<tt>label</tt>' destination, and
827 an array of pairs of comparison value constants and '<tt>label</tt>'s.  The
828 table is not allowed to contain duplicate constant entries.</p>
829
830 <h5>Semantics:</h5>
831
832 <p>The <tt>switch</tt> instruction specifies a table of values and
833 destinations. When the '<tt>switch</tt>' instruction is executed, this
834 table is searched for the given value.  If the value is found, control flow is
835 transfered to the corresponding destination; otherwise, control flow is
836 transfered to the default destination.</p>
837
838 <h5>Implementation:</h5>
839
840 <p>Depending on properties of the target machine and the particular
841 <tt>switch</tt> instruction, this instruction may be code generated in different
842 ways.  For example, it could be generated as a series of chained conditional
843 branches or with a lookup table.</p>
844
845 <h5>Example:</h5>
846
847 <pre>
848  <i>; Emulate a conditional br instruction</i>
849  %Val = <a href="#i_cast">cast</a> bool %value to int
850  switch int %Val, label %truedest [int 0, label %falsedest ]
851
852  <i>; Emulate an unconditional br instruction</i>
853  switch uint 0, label %dest [ ]
854
855  <i>; Implement a jump table:</i>
856  switch uint %val, label %otherwise [ uint 0, label %onzero 
857                                       uint 1, label %onone 
858                                       uint 2, label %ontwo ]
859 </pre>
860 </div>
861 <!-- _______________________________________________________________________ -->
862 <div class="doc_subsubsection"> <a name="i_invoke">'<tt>invoke</tt>'
863 Instruction</a> </div>
864 <div class="doc_text">
865 <h5>Syntax:</h5>
866 <pre>  &lt;result&gt; = invoke &lt;ptr to function ty&gt; %&lt;function ptr val&gt;(&lt;function args&gt;)<br>                 to label &lt;normal label&gt; except label &lt;exception label&gt;<br></pre>
867 <h5>Overview:</h5>
868 <p>The '<tt>invoke</tt>' instruction causes control to transfer to a
869 specified function, with the possibility of control flow transfer to
870 either the '<tt>normal</tt>' <tt>label</tt> label or the '<tt>exception</tt>'<tt>label</tt>.
871 If the callee function returns with the "<tt><a href="#i_ret">ret</a></tt>"
872 instruction, control flow will return to the "normal" label.  If the
873 callee (or any indirect callees) returns with the "<a href="#i_unwind"><tt>unwind</tt></a>"
874 instruction, control is interrupted, and continued at the dynamically
875 nearest "except" label.</p>
876 <h5>Arguments:</h5>
877 <p>This instruction requires several arguments:</p>
878 <ol>
879   <li>'<tt>ptr to function ty</tt>': shall be the signature of the
880 pointer to function value being invoked.  In most cases, this is a
881 direct function invocation, but indirect <tt>invoke</tt>s are just as
882 possible, branching off an arbitrary pointer to function value. </li>
883   <li>'<tt>function ptr val</tt>': An LLVM value containing a pointer
884 to a function to be invoked. </li>
885   <li>'<tt>function args</tt>': argument list whose types match the
886 function signature argument types.  If the function signature indicates
887 the function accepts a variable number of arguments, the extra
888 arguments can be specified. </li>
889   <li>'<tt>normal label</tt>': the label reached when the called
890 function executes a '<tt><a href="#i_ret">ret</a></tt>' instruction. </li>
891   <li>'<tt>exception label</tt>': the label reached when a callee
892 returns with the <a href="#i_unwind"><tt>unwind</tt></a> instruction. </li>
893 </ol>
894 <h5>Semantics:</h5>
895 <p>This instruction is designed to operate as a standard '<tt><a
896  href="#i_call">call</a></tt>' instruction in most regards.  The
897 primary difference is that it establishes an association with a label,
898 which is used by the runtime library to unwind the stack.</p>
899 <p>This instruction is used in languages with destructors to ensure
900 that proper cleanup is performed in the case of either a <tt>longjmp</tt>
901 or a thrown exception.  Additionally, this is important for
902 implementation of '<tt>catch</tt>' clauses in high-level languages that
903 support them.</p>
904 <h5>Example:</h5>
905 <pre>  %retval = invoke int %Test(int 15)<br>              to label %Continue<br>              except label %TestCleanup     <i>; {int}:retval set</i>
906 </pre>
907 </div>
908 <!-- _______________________________________________________________________ -->
909 <div class="doc_subsubsection"> <a name="i_unwind">'<tt>unwind</tt>'
910 Instruction</a> </div>
911 <div class="doc_text">
912 <h5>Syntax:</h5>
913 <pre>  unwind<br></pre>
914 <h5>Overview:</h5>
915 <p>The '<tt>unwind</tt>' instruction unwinds the stack, continuing
916 control flow at the first callee in the dynamic call stack which used
917 an <a href="#i_invoke"><tt>invoke</tt></a> instruction to perform the
918 call.  This is primarily used to implement exception handling.</p>
919 <h5>Semantics:</h5>
920 <p>The '<tt>unwind</tt>' intrinsic causes execution of the current
921 function to immediately halt.  The dynamic call stack is then searched
922 for the first <a href="#i_invoke"><tt>invoke</tt></a> instruction on
923 the call stack.  Once found, execution continues at the "exceptional"
924 destination block specified by the <tt>invoke</tt> instruction.  If
925 there is no <tt>invoke</tt> instruction in the dynamic call chain,
926 undefined behavior results.</p>
927 </div>
928 <!-- ======================================================================= -->
929 <div class="doc_subsection"> <a name="binaryops">Binary Operations</a> </div>
930 <div class="doc_text">
931 <p>Binary operators are used to do most of the computation in a
932 program.  They require two operands, execute an operation on them, and
933 produce a single value. The result value of a binary operator is not
934 necessarily the same type as its operands.</p>
935 <p>There are several different binary operators:</p>
936 </div>
937 <!-- _______________________________________________________________________ -->
938 <div class="doc_subsubsection"> <a name="i_add">'<tt>add</tt>'
939 Instruction</a> </div>
940 <div class="doc_text">
941 <h5>Syntax:</h5>
942 <pre>  &lt;result&gt; = add &lt;ty&gt; &lt;var1&gt;, &lt;var2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
943 </pre>
944 <h5>Overview:</h5>
945 <p>The '<tt>add</tt>' instruction returns the sum of its two operands.</p>
946 <h5>Arguments:</h5>
947 <p>The two arguments to the '<tt>add</tt>' instruction must be either <a
948  href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_floating">floating point</a>
949 values. Both arguments must have identical types.</p>
950 <h5>Semantics:</h5>
951 <p>The value produced is the integer or floating point sum of the two
952 operands.</p>
953 <h5>Example:</h5>
954 <pre>  &lt;result&gt; = add int 4, %var          <i>; yields {int}:result = 4 + %var</i>
955 </pre>
956 </div>
957 <!-- _______________________________________________________________________ -->
958 <div class="doc_subsubsection"> <a name="i_sub">'<tt>sub</tt>'
959 Instruction</a> </div>
960 <div class="doc_text">
961 <h5>Syntax:</h5>
962 <pre>  &lt;result&gt; = sub &lt;ty&gt; &lt;var1&gt;, &lt;var2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
963 </pre>
964 <h5>Overview:</h5>
965 <p>The '<tt>sub</tt>' instruction returns the difference of its two
966 operands.</p>
967 <p>Note that the '<tt>sub</tt>' instruction is used to represent the '<tt>neg</tt>'
968 instruction present in most other intermediate representations.</p>
969 <h5>Arguments:</h5>
970 <p>The two arguments to the '<tt>sub</tt>' instruction must be either <a
971  href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_floating">floating point</a>
972 values. Both arguments must have identical types.</p>
973 <h5>Semantics:</h5>
974 <p>The value produced is the integer or floating point difference of
975 the two operands.</p>
976 <h5>Example:</h5>
977 <pre>  &lt;result&gt; = sub int 4, %var          <i>; yields {int}:result = 4 - %var</i>
978   &lt;result&gt; = sub int 0, %val          <i>; yields {int}:result = -%var</i>
979 </pre>
980 </div>
981 <!-- _______________________________________________________________________ -->
982 <div class="doc_subsubsection"> <a name="i_mul">'<tt>mul</tt>'
983 Instruction</a> </div>
984 <div class="doc_text">
985 <h5>Syntax:</h5>
986 <pre>  &lt;result&gt; = mul &lt;ty&gt; &lt;var1&gt;, &lt;var2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
987 </pre>
988 <h5>Overview:</h5>
989 <p>The  '<tt>mul</tt>' instruction returns the product of its two
990 operands.</p>
991 <h5>Arguments:</h5>
992 <p>The two arguments to the '<tt>mul</tt>' instruction must be either <a
993  href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_floating">floating point</a>
994 values. Both arguments must have identical types.</p>
995 <h5>Semantics:</h5>
996 <p>The value produced is the integer or floating point product of the
997 two operands.</p>
998 <p>There is no signed vs unsigned multiplication.  The appropriate
999 action is taken based on the type of the operand.</p>
1000 <h5>Example:</h5>
1001 <pre>  &lt;result&gt; = mul int 4, %var          <i>; yields {int}:result = 4 * %var</i>
1002 </pre>
1003 </div>
1004 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1005 <div class="doc_subsubsection"> <a name="i_div">'<tt>div</tt>'
1006 Instruction</a> </div>
1007 <div class="doc_text">
1008 <h5>Syntax:</h5>
1009 <pre>  &lt;result&gt; = div &lt;ty&gt; &lt;var1&gt;, &lt;var2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
1010 </pre>
1011 <h5>Overview:</h5>
1012 <p>The '<tt>div</tt>' instruction returns the quotient of its two
1013 operands.</p>
1014 <h5>Arguments:</h5>
1015 <p>The two arguments to the '<tt>div</tt>' instruction must be either <a
1016  href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_floating">floating point</a>
1017 values. Both arguments must have identical types.</p>
1018 <h5>Semantics:</h5>
1019 <p>The value produced is the integer or floating point quotient of the
1020 two operands.</p>
1021 <h5>Example:</h5>
1022 <pre>  &lt;result&gt; = div int 4, %var          <i>; yields {int}:result = 4 / %var</i>
1023 </pre>
1024 </div>
1025 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1026 <div class="doc_subsubsection"> <a name="i_rem">'<tt>rem</tt>'
1027 Instruction</a> </div>
1028 <div class="doc_text">
1029 <h5>Syntax:</h5>
1030 <pre>  &lt;result&gt; = rem &lt;ty&gt; &lt;var1&gt;, &lt;var2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
1031 </pre>
1032 <h5>Overview:</h5>
1033 <p>The '<tt>rem</tt>' instruction returns the remainder from the
1034 division of its two operands.</p>
1035 <h5>Arguments:</h5>
1036 <p>The two arguments to the '<tt>rem</tt>' instruction must be either <a
1037  href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_floating">floating point</a>
1038 values. Both arguments must have identical types.</p>
1039 <h5>Semantics:</h5>
1040 <p>This returns the <i>remainder</i> of a division (where the result
1041 has the same sign as the divisor), not the <i>modulus</i> (where the
1042 result has the same sign as the dividend) of a value.  For more
1043 information about the difference, see: <a
1044  href="http://mathforum.org/dr.math/problems/anne.4.28.99.html">The
1045 Math Forum</a>.</p>
1046 <h5>Example:</h5>
1047 <pre>  &lt;result&gt; = rem int 4, %var          <i>; yields {int}:result = 4 % %var</i>
1048 </pre>
1049 </div>
1050 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1051 <div class="doc_subsubsection"> <a name="i_setcc">'<tt>set<i>cc</i></tt>'
1052 Instructions</a> </div>
1053 <div class="doc_text">
1054 <h5>Syntax:</h5>
1055 <pre>  &lt;result&gt; = seteq &lt;ty&gt; &lt;var1&gt;, &lt;var2&gt;   <i>; yields {bool}:result</i>
1056   &lt;result&gt; = setne &lt;ty&gt; &lt;var1&gt;, &lt;var2&gt;   <i>; yields {bool}:result</i>
1057   &lt;result&gt; = setlt &lt;ty&gt; &lt;var1&gt;, &lt;var2&gt;   <i>; yields {bool}:result</i>
1058   &lt;result&gt; = setgt &lt;ty&gt; &lt;var1&gt;, &lt;var2&gt;   <i>; yields {bool}:result</i>
1059   &lt;result&gt; = setle &lt;ty&gt; &lt;var1&gt;, &lt;var2&gt;   <i>; yields {bool}:result</i>
1060   &lt;result&gt; = setge &lt;ty&gt; &lt;var1&gt;, &lt;var2&gt;   <i>; yields {bool}:result</i>
1061 </pre>
1062 <h5>Overview:</h5>
1063 <p>The '<tt>set<i>cc</i></tt>' family of instructions returns a boolean
1064 value based on a comparison of their two operands.</p>
1065 <h5>Arguments:</h5>
1066 <p>The two arguments to the '<tt>set<i>cc</i></tt>' instructions must
1067 be of <a href="#t_firstclass">first class</a> type (it is not possible
1068 to compare '<tt>label</tt>'s, '<tt>array</tt>'s, '<tt>structure</tt>'
1069 or '<tt>void</tt>' values, etc...).  Both arguments must have identical
1070 types.</p>
1071 <h5>Semantics:</h5>
1072 <p>The '<tt>seteq</tt>' instruction yields a <tt>true</tt> '<tt>bool</tt>'
1073 value if both operands are equal.<br>
1074 The '<tt>setne</tt>' instruction yields a <tt>true</tt> '<tt>bool</tt>'
1075 value if both operands are unequal.<br>
1076 The '<tt>setlt</tt>' instruction yields a <tt>true</tt> '<tt>bool</tt>'
1077 value if the first operand is less than the second operand.<br>
1078 The '<tt>setgt</tt>' instruction yields a <tt>true</tt> '<tt>bool</tt>'
1079 value if the first operand is greater than the second operand.<br>
1080 The '<tt>setle</tt>' instruction yields a <tt>true</tt> '<tt>bool</tt>'
1081 value if the first operand is less than or equal to the second operand.<br>
1082 The '<tt>setge</tt>' instruction yields a <tt>true</tt> '<tt>bool</tt>'
1083 value if the first operand is greater than or equal to the second
1084 operand.</p>
1085 <h5>Example:</h5>
1086 <pre>  &lt;result&gt; = seteq int   4, 5        <i>; yields {bool}:result = false</i>
1087   &lt;result&gt; = setne float 4, 5        <i>; yields {bool}:result = true</i>
1088   &lt;result&gt; = setlt uint  4, 5        <i>; yields {bool}:result = true</i>
1089   &lt;result&gt; = setgt sbyte 4, 5        <i>; yields {bool}:result = false</i>
1090   &lt;result&gt; = setle sbyte 4, 5        <i>; yields {bool}:result = true</i>
1091   &lt;result&gt; = setge sbyte 4, 5        <i>; yields {bool}:result = false</i>
1092 </pre>
1093 </div>
1094 <!-- ======================================================================= -->
1095 <div class="doc_subsection"> <a name="bitwiseops">Bitwise Binary
1096 Operations</a> </div>
1097 <div class="doc_text">
1098 <p>Bitwise binary operators are used to do various forms of
1099 bit-twiddling in a program.  They are generally very efficient
1100 instructions, and can commonly be strength reduced from other
1101 instructions.  They require two operands, execute an operation on them,
1102 and produce a single value.  The resulting value of the bitwise binary
1103 operators is always the same type as its first operand.</p>
1104 </div>
1105 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1106 <div class="doc_subsubsection"> <a name="i_and">'<tt>and</tt>'
1107 Instruction</a> </div>
1108 <div class="doc_text">
1109 <h5>Syntax:</h5>
1110 <pre>  &lt;result&gt; = and &lt;ty&gt; &lt;var1&gt;, &lt;var2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
1111 </pre>
1112 <h5>Overview:</h5>
1113 <p>The '<tt>and</tt>' instruction returns the bitwise logical and of
1114 its two operands.</p>
1115 <h5>Arguments:</h5>
1116 <p>The two arguments to the '<tt>and</tt>' instruction must be <a
1117  href="#t_integral">integral</a> values.  Both arguments must have
1118 identical types.</p>
1119 <h5>Semantics:</h5>
1120 <p>The truth table used for the '<tt>and</tt>' instruction is:</p>
1121 <p> </p>
1122 <div style="align: center">
1123 <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="4">
1124   <tbody>
1125     <tr>
1126       <td>In0</td>
1127       <td>In1</td>
1128       <td>Out</td>
1129     </tr>
1130     <tr>
1131       <td>0</td>
1132       <td>0</td>
1133       <td>0</td>
1134     </tr>
1135     <tr>
1136       <td>0</td>
1137       <td>1</td>
1138       <td>0</td>
1139     </tr>
1140     <tr>
1141       <td>1</td>
1142       <td>0</td>
1143       <td>0</td>
1144     </tr>
1145     <tr>
1146       <td>1</td>
1147       <td>1</td>
1148       <td>1</td>
1149     </tr>
1150   </tbody>
1151 </table>
1152 </div>
1153 <h5>Example:</h5>
1154 <pre>  &lt;result&gt; = and int 4, %var         <i>; yields {int}:result = 4 &amp; %var</i>
1155   &lt;result&gt; = and int 15, 40          <i>; yields {int}:result = 8</i>
1156   &lt;result&gt; = and int 4, 8            <i>; yields {int}:result = 0</i>
1157 </pre>
1158 </div>
1159 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1160 <div class="doc_subsubsection"> <a name="i_or">'<tt>or</tt>' Instruction</a> </div>
1161 <div class="doc_text">
1162 <h5>Syntax:</h5>
1163 <pre>  &lt;result&gt; = or &lt;ty&gt; &lt;var1&gt;, &lt;var2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
1164 </pre>
1165 <h5>Overview:</h5>
1166 <p>The '<tt>or</tt>' instruction returns the bitwise logical inclusive
1167 or of its two operands.</p>
1168 <h5>Arguments:</h5>
1169 <p>The two arguments to the '<tt>or</tt>' instruction must be <a
1170  href="#t_integral">integral</a> values.  Both arguments must have
1171 identical types.</p>
1172 <h5>Semantics:</h5>
1173 <p>The truth table used for the '<tt>or</tt>' instruction is:</p>
1174 <p> </p>
1175 <div style="align: center">
1176 <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="4">
1177   <tbody>
1178     <tr>
1179       <td>In0</td>
1180       <td>In1</td>
1181       <td>Out</td>
1182     </tr>
1183     <tr>
1184       <td>0</td>
1185       <td>0</td>
1186       <td>0</td>
1187     </tr>
1188     <tr>
1189       <td>0</td>
1190       <td>1</td>
1191       <td>1</td>
1192     </tr>
1193     <tr>
1194       <td>1</td>
1195       <td>0</td>
1196       <td>1</td>
1197     </tr>
1198     <tr>
1199       <td>1</td>
1200       <td>1</td>
1201       <td>1</td>
1202     </tr>
1203   </tbody>
1204 </table>
1205 </div>
1206 <h5>Example:</h5>
1207 <pre>  &lt;result&gt; = or int 4, %var         <i>; yields {int}:result = 4 | %var</i>
1208   &lt;result&gt; = or int 15, 40          <i>; yields {int}:result = 47</i>
1209   &lt;result&gt; = or int 4, 8            <i>; yields {int}:result = 12</i>
1210 </pre>
1211 </div>
1212 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1213 <div class="doc_subsubsection"> <a name="i_xor">'<tt>xor</tt>'
1214 Instruction</a> </div>
1215 <div class="doc_text">
1216 <h5>Syntax:</h5>
1217 <pre>  &lt;result&gt; = xor &lt;ty&gt; &lt;var1&gt;, &lt;var2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
1218 </pre>
1219 <h5>Overview:</h5>
1220 <p>The '<tt>xor</tt>' instruction returns the bitwise logical exclusive
1221 or of its two operands.  The <tt>xor</tt> is used to implement the
1222 "one's complement" operation, which is the "~" operator in C.</p>
1223 <h5>Arguments:</h5>
1224 <p>The two arguments to the '<tt>xor</tt>' instruction must be <a
1225  href="#t_integral">integral</a> values.  Both arguments must have
1226 identical types.</p>
1227 <h5>Semantics:</h5>
1228 <p>The truth table used for the '<tt>xor</tt>' instruction is:</p>
1229 <p> </p>
1230 <div style="align: center">
1231 <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="4">
1232   <tbody>
1233     <tr>
1234       <td>In0</td>
1235       <td>In1</td>
1236       <td>Out</td>
1237     </tr>
1238     <tr>
1239       <td>0</td>
1240       <td>0</td>
1241       <td>0</td>
1242     </tr>
1243     <tr>
1244       <td>0</td>
1245       <td>1</td>
1246       <td>1</td>
1247     </tr>
1248     <tr>
1249       <td>1</td>
1250       <td>0</td>
1251       <td>1</td>
1252     </tr>
1253     <tr>
1254       <td>1</td>
1255       <td>1</td>
1256       <td>0</td>
1257     </tr>
1258   </tbody>
1259 </table>
1260 </div>
1261 <p> </p>
1262 <h5>Example:</h5>
1263 <pre>  &lt;result&gt; = xor int 4, %var         <i>; yields {int}:result = 4 ^ %var</i>
1264   &lt;result&gt; = xor int 15, 40          <i>; yields {int}:result = 39</i>
1265   &lt;result&gt; = xor int 4, 8            <i>; yields {int}:result = 12</i>
1266   &lt;result&gt; = xor int %V, -1          <i>; yields {int}:result = ~%V</i>
1267 </pre>
1268 </div>
1269 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1270 <div class="doc_subsubsection"> <a name="i_shl">'<tt>shl</tt>'
1271 Instruction</a> </div>
1272 <div class="doc_text">
1273 <h5>Syntax:</h5>
1274 <pre>  &lt;result&gt; = shl &lt;ty&gt; &lt;var1&gt;, ubyte &lt;var2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
1275 </pre>
1276 <h5>Overview:</h5>
1277 <p>The '<tt>shl</tt>' instruction returns the first operand shifted to
1278 the left a specified number of bits.</p>
1279 <h5>Arguments:</h5>
1280 <p>The first argument to the '<tt>shl</tt>' instruction must be an <a
1281  href="#t_integer">integer</a> type.  The second argument must be an '<tt>ubyte</tt>'
1282 type.</p>
1283 <h5>Semantics:</h5>
1284 <p>The value produced is <tt>var1</tt> * 2<sup><tt>var2</tt></sup>.</p>
1285 <h5>Example:</h5>
1286 <pre>  &lt;result&gt; = shl int 4, ubyte %var   <i>; yields {int}:result = 4 &lt;&lt; %var</i>
1287   &lt;result&gt; = shl int 4, ubyte 2      <i>; yields {int}:result = 16</i>
1288   &lt;result&gt; = shl int 1, ubyte 10     <i>; yields {int}:result = 1024</i>
1289 </pre>
1290 </div>
1291 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1292 <div class="doc_subsubsection"> <a name="i_shr">'<tt>shr</tt>'
1293 Instruction</a> </div>
1294 <div class="doc_text">
1295 <h5>Syntax:</h5>
1296 <pre>  &lt;result&gt; = shr &lt;ty&gt; &lt;var1&gt;, ubyte &lt;var2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
1297 </pre>
1298 <h5>Overview:</h5>
1299 <p>The '<tt>shr</tt>' instruction returns the first operand shifted to
1300 the right a specified number of bits.</p>
1301 <h5>Arguments:</h5>
1302 <p>The first argument to the '<tt>shr</tt>' instruction must be an <a
1303  href="#t_integer">integer</a> type.  The second argument must be an '<tt>ubyte</tt>'
1304 type.</p>
1305 <h5>Semantics:</h5>
1306 <p>If the first argument is a <a href="#t_signed">signed</a> type, the
1307 most significant bit is duplicated in the newly free'd bit positions. 
1308 If the first argument is unsigned, zero bits shall fill the empty
1309 positions.</p>
1310 <h5>Example:</h5>
1311 <pre>  &lt;result&gt; = shr int 4, ubyte %var   <i>; yields {int}:result = 4 &gt;&gt; %var</i>
1312   &lt;result&gt; = shr uint 4, ubyte 1     <i>; yields {uint}:result = 2</i>
1313   &lt;result&gt; = shr int 4, ubyte 2      <i>; yields {int}:result = 1</i>
1314   &lt;result&gt; = shr sbyte 4, ubyte 3    <i>; yields {sbyte}:result = 0</i>
1315   &lt;result&gt; = shr sbyte -2, ubyte 1   <i>; yields {sbyte}:result = -1</i>
1316 </pre>
1317 </div>
1318 <!-- ======================================================================= -->
1319 <div class="doc_subsection"> <a name="memoryops">Memory Access
1320 Operations</a></div>
1321 <div class="doc_text">
1322 <p>A key design point of an SSA-based representation is how it
1323 represents memory.  In LLVM, no memory locations are in SSA form, which
1324 makes things very simple.  This section describes how to read, write,
1325 allocate and free memory in LLVM.</p>
1326 </div>
1327 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1328 <div class="doc_subsubsection"> <a name="i_malloc">'<tt>malloc</tt>'
1329 Instruction</a> </div>
1330 <div class="doc_text">
1331 <h5>Syntax:</h5>
1332 <pre>  &lt;result&gt; = malloc &lt;type&gt;, uint &lt;NumElements&gt;     <i>; yields {type*}:result</i>
1333   &lt;result&gt; = malloc &lt;type&gt;                         <i>; yields {type*}:result</i>
1334 </pre>
1335 <h5>Overview:</h5>
1336 <p>The '<tt>malloc</tt>' instruction allocates memory from the system
1337 heap and returns a pointer to it.</p>
1338 <h5>Arguments:</h5>
1339 <p>The '<tt>malloc</tt>' instruction allocates <tt>sizeof(&lt;type&gt;)*NumElements</tt>
1340 bytes of memory from the operating system and returns a pointer of the
1341 appropriate type to the program.  The second form of the instruction is
1342 a shorter version of the first instruction that defaults to allocating
1343 one element.</p>
1344 <p>'<tt>type</tt>' must be a sized type.</p>
1345 <h5>Semantics:</h5>
1346 <p>Memory is allocated using the system "<tt>malloc</tt>" function, and
1347 a pointer is returned.</p>
1348 <h5>Example:</h5>
1349 <pre>  %array  = malloc [4 x ubyte ]                    <i>; yields {[%4 x ubyte]*}:array</i>
1350
1351   %size   = <a
1352  href="#i_add">add</a> uint 2, 2                          <i>; yields {uint}:size = uint 4</i>
1353   %array1 = malloc ubyte, uint 4                   <i>; yields {ubyte*}:array1</i>
1354   %array2 = malloc [12 x ubyte], uint %size        <i>; yields {[12 x ubyte]*}:array2</i>
1355 </pre>
1356 </div>
1357 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1358 <div class="doc_subsubsection"> <a name="i_free">'<tt>free</tt>'
1359 Instruction</a> </div>
1360 <div class="doc_text">
1361 <h5>Syntax:</h5>
1362 <pre>  free &lt;type&gt; &lt;value&gt;                              <i>; yields {void}</i>
1363 </pre>
1364 <h5>Overview:</h5>
1365 <p>The '<tt>free</tt>' instruction returns memory back to the unused
1366 memory heap, to be reallocated in the future.</p>
1367 <p> </p>
1368 <h5>Arguments:</h5>
1369 <p>'<tt>value</tt>' shall be a pointer value that points to a value
1370 that was allocated with the '<tt><a href="#i_malloc">malloc</a></tt>'
1371 instruction.</p>
1372 <h5>Semantics:</h5>
1373 <p>Access to the memory pointed to by the pointer is not longer defined
1374 after this instruction executes.</p>
1375 <h5>Example:</h5>
1376 <pre>  %array  = <a href="#i_malloc">malloc</a> [4 x ubyte]                    <i>; yields {[4 x ubyte]*}:array</i>
1377             free   [4 x ubyte]* %array
1378 </pre>
1379 </div>
1380 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1381 <div class="doc_subsubsection"> <a name="i_alloca">'<tt>alloca</tt>'
1382 Instruction</a> </div>
1383 <div class="doc_text">
1384 <h5>Syntax:</h5>
1385 <pre>  &lt;result&gt; = alloca &lt;type&gt;, uint &lt;NumElements&gt;  <i>; yields {type*}:result</i>
1386   &lt;result&gt; = alloca &lt;type&gt;                      <i>; yields {type*}:result</i>
1387 </pre>
1388 <h5>Overview:</h5>
1389 <p>The '<tt>alloca</tt>' instruction allocates memory on the current
1390 stack frame of the procedure that is live until the current function
1391 returns to its caller.</p>
1392 <h5>Arguments:</h5>
1393 <p>The the '<tt>alloca</tt>' instruction allocates <tt>sizeof(&lt;type&gt;)*NumElements</tt>
1394 bytes of memory on the runtime stack, returning a pointer of the
1395 appropriate type to the program.  The second form of the instruction is
1396 a shorter version of the first that defaults to allocating one element.</p>
1397 <p>'<tt>type</tt>' may be any sized type.</p>
1398 <h5>Semantics:</h5>
1399 <p>Memory is allocated, a pointer is returned.  '<tt>alloca</tt>'d
1400 memory is automatically released when the function returns.  The '<tt>alloca</tt>'
1401 instruction is commonly used to represent automatic variables that must
1402 have an address available.  When the function returns (either with the <tt><a
1403  href="#i_ret">ret</a></tt> or <tt><a href="#i_invoke">invoke</a></tt>
1404 instructions), the memory is reclaimed.</p>
1405 <h5>Example:</h5>
1406 <pre>  %ptr = alloca int                              <i>; yields {int*}:ptr</i>
1407   %ptr = alloca int, uint 4                      <i>; yields {int*}:ptr</i>
1408 </pre>
1409 </div>
1410 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1411 <div class="doc_subsubsection"> <a name="i_load">'<tt>load</tt>'
1412 Instruction</a> </div>
1413 <div class="doc_text">
1414 <h5>Syntax:</h5>
1415 <pre>  &lt;result&gt; = load &lt;ty&gt;* &lt;pointer&gt;<br>  &lt;result&gt; = volatile load &lt;ty&gt;* &lt;pointer&gt;<br></pre>
1416 <h5>Overview:</h5>
1417 <p>The '<tt>load</tt>' instruction is used to read from memory.</p>
1418 <h5>Arguments:</h5>
1419 <p>The argument to the '<tt>load</tt>' instruction specifies the memory
1420 address to load from.  The pointer must point to a <a
1421  href="#t_firstclass">first class</a> type.  If the <tt>load</tt> is
1422 marked as <tt>volatile</tt> then the optimizer is not allowed to modify
1423 the number or order of execution of this <tt>load</tt> with other
1424 volatile <tt>load</tt> and <tt><a href="#i_store">store</a></tt>
1425 instructions. </p>
1426 <h5>Semantics:</h5>
1427 <p>The location of memory pointed to is loaded.</p>
1428 <h5>Examples:</h5>
1429 <pre>  %ptr = <a href="#i_alloca">alloca</a> int                               <i>; yields {int*}:ptr</i>
1430   <a
1431  href="#i_store">store</a> int 3, int* %ptr                          <i>; yields {void}</i>
1432   %val = load int* %ptr                           <i>; yields {int}:val = int 3</i>
1433 </pre>
1434 </div>
1435 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1436 <div class="doc_subsubsection"> <a name="i_store">'<tt>store</tt>'
1437 Instruction</a> </div>
1438 <h5>Syntax:</h5>
1439 <pre>  store &lt;ty&gt; &lt;value&gt;, &lt;ty&gt;* &lt;pointer&gt;                   <i>; yields {void}</i>
1440   volatile store &lt;ty&gt; &lt;value&gt;, &lt;ty&gt;* &lt;pointer&gt;                   <i>; yields {void}</i>
1441 </pre>
1442 <h5>Overview:</h5>
1443 <p>The '<tt>store</tt>' instruction is used to write to memory.</p>
1444 <h5>Arguments:</h5>
1445 <p>There are two arguments to the '<tt>store</tt>' instruction: a value
1446 to store and an address to store it into.  The type of the '<tt>&lt;pointer&gt;</tt>'
1447 operand must be a pointer to the type of the '<tt>&lt;value&gt;</tt>'
1448 operand. If the <tt>store</tt> is marked as <tt>volatile</tt> then the
1449 optimizer is not allowed to modify the number or order of execution of
1450 this <tt>store</tt> with other volatile <tt>load</tt> and <tt><a
1451  href="#i_store">store</a></tt> instructions.</p>
1452 <h5>Semantics:</h5>
1453 <p>The contents of memory are updated to contain '<tt>&lt;value&gt;</tt>'
1454 at the location specified by the '<tt>&lt;pointer&gt;</tt>' operand.</p>
1455 <h5>Example:</h5>
1456 <pre>  %ptr = <a href="#i_alloca">alloca</a> int                               <i>; yields {int*}:ptr</i>
1457   <a
1458  href="#i_store">store</a> int 3, int* %ptr                          <i>; yields {void}</i>
1459   %val = load int* %ptr                           <i>; yields {int}:val = int 3</i>
1460 </pre>
1461 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1462 <div class="doc_subsubsection">
1463    <a name="i_getelementptr">'<tt>getelementptr</tt>' Instruction</a>
1464 </div>
1465
1466 <div class="doc_text">
1467 <h5>Syntax:</h5>
1468 <pre>
1469   &lt;result&gt; = getelementptr &lt;ty&gt;* &lt;ptrval&gt;{, &lt;ty&gt; &lt;idx&gt;}*
1470 </pre>
1471
1472 <h5>Overview:</h5>
1473
1474 <p>
1475 The '<tt>getelementptr</tt>' instruction is used to get the address of a
1476 subelement of an aggregate data structure.</p>
1477
1478 <h5>Arguments:</h5>
1479
1480 <p>This instruction takes a list of integer constants that indicate what
1481 elements of the aggregate object to index to.  The actual types of the arguments
1482 provided depend on the type of the first pointer argument.  The
1483 '<tt>getelementptr</tt>' instruction is used to index down through the type
1484 levels of a structure.  When indexing into a structure, only <tt>uint</tt>
1485 integer constants are allowed.  When indexing into an array or pointer
1486 <tt>int</tt> and <tt>long</tt> indexes are allowed of any sign.</p>
1487
1488 <p>For example, let's consider a C code fragment and how it gets
1489 compiled to LLVM:</p>
1490
1491 <pre>
1492   struct RT {
1493     char A;
1494     int B[10][20];
1495     char C;
1496   };
1497   struct ST {
1498     int X;
1499     double Y;
1500     struct RT Z;
1501   };
1502
1503   int *foo(struct ST *s) {
1504     return &amp;s[1].Z.B[5][13];
1505   }
1506 </pre>
1507
1508 <p>The LLVM code generated by the GCC frontend is:</p>
1509
1510 <pre>
1511   %RT = type { sbyte, [10 x [20 x int]], sbyte }
1512   %ST = type { int, double, %RT }
1513
1514   implementation
1515
1516   int* %foo(%ST* %s) {
1517   entry:
1518     %reg = getelementptr %ST* %s, int 1, uint 2, uint 1, int 5, int 13
1519     ret int* %reg
1520   }
1521 </pre>
1522
1523 <h5>Semantics:</h5>
1524
1525 <p>The index types specified for the '<tt>getelementptr</tt>' instruction depend
1526 on the pointer type that is being index into. <a href="#t_pointer">Pointer</a>
1527 and <a href="#t_array">array</a> types require <tt>uint</tt>, <tt>int</tt>,
1528 <tt>ulong</tt>, or <tt>long</tt> values, and <a href="#t_struct">structure</a>
1529 types require <tt>uint</tt> <b>constants</b>.</p>
1530
1531 <p>In the example above, the first index is indexing into the '<tt>%ST*</tt>'
1532 type, which is a pointer, yielding a '<tt>%ST</tt>' = '<tt>{ int, double, %RT
1533 }</tt>' type, a structure.  The second index indexes into the third element of
1534 the structure, yielding a '<tt>%RT</tt>' = '<tt>{ sbyte, [10 x [20 x int]],
1535 sbyte }</tt>' type, another structure.  The third index indexes into the second
1536 element of the structure, yielding a '<tt>[10 x [20 x int]]</tt>' type, an
1537 array.  The two dimensions of the array are subscripted into, yielding an
1538 '<tt>int</tt>' type.  The '<tt>getelementptr</tt>' instruction return a pointer
1539 to this element, thus computing a value of '<tt>int*</tt>' type.</p>
1540
1541 <p>Note that it is perfectly legal to index partially through a
1542 structure, returning a pointer to an inner element.  Because of this,
1543 the LLVM code for the given testcase is equivalent to:</p>
1544
1545 <pre>
1546   int* "foo"(%ST* %s) {
1547     %t1 = getelementptr %ST* %s, int 1                        <i>; yields %ST*:%t1</i>
1548     %t2 = getelementptr %ST* %t1, int 0, uint 2               <i>; yields %RT*:%t2</i>
1549     %t3 = getelementptr %RT* %t2, int 0, uint 1               <i>; yields [10 x [20 x int]]*:%t3</i>
1550     %t4 = getelementptr [10 x [20 x int]]* %t3, int 0, int 5  <i>; yields [20 x int]*:%t4</i>
1551     %t5 = getelementptr [20 x int]* %t4, int 0, int 13        <i>; yields int*:%t5</i>
1552     ret int* %t5
1553   }
1554 </pre>
1555 <h5>Example:</h5>
1556 <pre>
1557     <i>; yields [12 x ubyte]*:aptr</i>
1558     %aptr = getelementptr {int, [12 x ubyte]}* %sptr, long 0, uint 1
1559 </pre>
1560
1561 </div>
1562 <!-- ======================================================================= -->
1563 <div class="doc_subsection"> <a name="otherops">Other Operations</a> </div>
1564 <div class="doc_text">
1565 <p>The instructions in this category are the "miscellaneous"
1566 instructions, which defy better classification.</p>
1567 </div>
1568 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1569 <div class="doc_subsubsection"> <a name="i_phi">'<tt>phi</tt>'
1570 Instruction</a> </div>
1571 <div class="doc_text">
1572 <h5>Syntax:</h5>
1573 <pre>  &lt;result&gt; = phi &lt;ty&gt; [ &lt;val0&gt;, &lt;label0&gt;], ...<br></pre>
1574 <h5>Overview:</h5>
1575 <p>The '<tt>phi</tt>' instruction is used to implement the &#966; node in
1576 the SSA graph representing the function.</p>
1577 <h5>Arguments:</h5>
1578 <p>The type of the incoming values are specified with the first type
1579 field. After this, the '<tt>phi</tt>' instruction takes a list of pairs
1580 as arguments, with one pair for each predecessor basic block of the
1581 current block.  Only values of <a href="#t_firstclass">first class</a>
1582 type may be used as the value arguments to the PHI node.  Only labels
1583 may be used as the label arguments.</p>
1584 <p>There must be no non-phi instructions between the start of a basic
1585 block and the PHI instructions: i.e. PHI instructions must be first in
1586 a basic block.</p>
1587 <h5>Semantics:</h5>
1588 <p>At runtime, the '<tt>phi</tt>' instruction logically takes on the
1589 value specified by the parameter, depending on which basic block we
1590 came from in the last <a href="#terminators">terminator</a> instruction.</p>
1591 <h5>Example:</h5>
1592 <pre>Loop:       ; Infinite loop that counts from 0 on up...<br>  %indvar = phi uint [ 0, %LoopHeader ], [ %nextindvar, %Loop ]<br>  %nextindvar = add uint %indvar, 1<br>  br label %Loop<br></pre>
1593 </div>
1594
1595 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1596 <div class="doc_subsubsection">
1597    <a name="i_cast">'<tt>cast .. to</tt>' Instruction</a>
1598 </div>
1599
1600 <div class="doc_text">
1601
1602 <h5>Syntax:</h5>
1603
1604 <pre>
1605   &lt;result&gt; = cast &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
1606 </pre>
1607
1608 <h5>Overview:</h5>
1609
1610 <p>
1611 The '<tt>cast</tt>' instruction is used as the primitive means to convert
1612 integers to floating point, change data type sizes, and break type safety (by
1613 casting pointers).
1614 </p>
1615
1616
1617 <h5>Arguments:</h5>
1618
1619 <p>
1620 The '<tt>cast</tt>' instruction takes a value to cast, which must be a first
1621 class value, and a type to cast it to, which must also be a <a
1622 href="#t_firstclass">first class</a> type.
1623 </p>
1624
1625 <h5>Semantics:</h5>
1626
1627 <p>
1628 This instruction follows the C rules for explicit casts when determining how the
1629 data being cast must change to fit in its new container.
1630 </p>
1631
1632 <p>
1633 When casting to bool, any value that would be considered true in the context of
1634 a C '<tt>if</tt>' condition is converted to the boolean '<tt>true</tt>' values,
1635 all else are '<tt>false</tt>'.
1636 </p>
1637
1638 <p>
1639 When extending an integral value from a type of one signness to another (for
1640 example '<tt>sbyte</tt>' to '<tt>ulong</tt>'), the value is sign-extended if the
1641 <b>source</b> value is signed, and zero-extended if the source value is
1642 unsigned. <tt>bool</tt> values are always zero extended into either zero or
1643 one.
1644 </p>
1645
1646 <h5>Example:</h5>
1647
1648 <pre>
1649   %X = cast int 257 to ubyte              <i>; yields ubyte:1</i>
1650   %Y = cast int 123 to bool               <i>; yields bool:true</i>
1651 </pre>
1652 </div>
1653
1654 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1655 <div class="doc_subsubsection">
1656    <a name="i_select">'<tt>select</tt>' Instruction</a>
1657 </div>
1658
1659 <div class="doc_text">
1660
1661 <h5>Syntax:</h5>
1662
1663 <pre>
1664   &lt;result&gt; = select bool &lt;cond&gt;, &lt;ty&gt; &lt;val1&gt;, &lt;ty&gt; &lt;val2&gt;             <i>; yields ty</i>
1665 </pre>
1666
1667 <h5>Overview:</h5>
1668
1669 <p>
1670 The '<tt>select</tt>' instruction is used to choose one value based on a
1671 condition, without branching.
1672 </p>
1673
1674
1675 <h5>Arguments:</h5>
1676
1677 <p>
1678 The '<tt>select</tt>' instruction requires a boolean value indicating the condition, and two values of the same <a href="#t_firstclass">first class</a> type.
1679 </p>
1680
1681 <h5>Semantics:</h5>
1682
1683 <p>
1684 If the boolean condition evaluates to true, the instruction returns the first
1685 value argument, otherwise it returns the second value argument.
1686 </p>
1687
1688 <h5>Example:</h5>
1689
1690 <pre>
1691   %X = select bool true, ubyte 17, ubyte 42          <i>; yields ubyte:17</i>
1692 </pre>
1693 </div>
1694
1695
1696
1697
1698
1699 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1700 <div class="doc_subsubsection"> <a name="i_call">'<tt>call</tt>'
1701 Instruction</a> </div>
1702 <div class="doc_text">
1703 <h5>Syntax:</h5>
1704 <pre>  &lt;result&gt; = call &lt;ty&gt;* &lt;fnptrval&gt;(&lt;param list&gt;)<br></pre>
1705 <h5>Overview:</h5>
1706 <p>The '<tt>call</tt>' instruction represents a simple function call.</p>
1707 <h5>Arguments:</h5>
1708 <p>This instruction requires several arguments:</p>
1709 <ol>
1710   <li>
1711     <p>'<tt>ty</tt>': shall be the signature of the pointer to function
1712 value   being invoked.  The argument types must match the types implied
1713 by this   signature.</p>
1714   </li>
1715   <li>
1716     <p>'<tt>fnptrval</tt>': An LLVM value containing a pointer to a
1717 function   to be invoked. In most cases, this is a direct function
1718 invocation, but   indirect <tt>call</tt>s are just as possible,
1719 calling an arbitrary pointer to   function values.</p>
1720   </li>
1721   <li>
1722     <p>'<tt>function args</tt>': argument list whose types match the
1723 function   signature argument types.  If the function signature
1724 indicates the function   accepts a variable number of arguments, the
1725 extra arguments can be   specified.</p>
1726   </li>
1727 </ol>
1728 <h5>Semantics:</h5>
1729 <p>The '<tt>call</tt>' instruction is used to cause control flow to
1730 transfer to a specified function, with its incoming arguments bound to
1731 the specified values. Upon a '<tt><a href="#i_ret">ret</a></tt>'
1732 instruction in the called function, control flow continues with the
1733 instruction after the function call, and the return value of the
1734 function is bound to the result argument.  This is a simpler case of
1735 the <a href="#i_invoke">invoke</a> instruction.</p>
1736 <h5>Example:</h5>
1737 <pre>  %retval = call int %test(int %argc)<br>  call int(sbyte*, ...) *%printf(sbyte* %msg, int 12, sbyte 42);<br></pre>
1738 </div>
1739 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1740 <div class="doc_subsubsection"> <a name="i_vanext">'<tt>vanext</tt>'
1741 Instruction</a> </div>
1742 <div class="doc_text">
1743 <h5>Syntax:</h5>
1744 <pre>  &lt;resultarglist&gt; = vanext &lt;va_list&gt; &lt;arglist&gt;, &lt;argty&gt;<br></pre>
1745 <h5>Overview:</h5>
1746 <p>The '<tt>vanext</tt>' instruction is used to access arguments passed
1747 through the "variable argument" area of a function call.  It is used to
1748 implement the <tt>va_arg</tt> macro in C.</p>
1749 <h5>Arguments:</h5>
1750 <p>This instruction takes a <tt>valist</tt> value and the type of the
1751 argument. It returns another <tt>valist</tt>.</p>
1752 <h5>Semantics:</h5>
1753 <p>The '<tt>vanext</tt>' instruction advances the specified <tt>valist</tt>
1754 past an argument of the specified type.  In conjunction with the <a
1755  href="#i_vaarg"><tt>vaarg</tt></a> instruction, it is used to implement
1756 the <tt>va_arg</tt> macro available in C.  For more information, see
1757 the variable argument handling <a href="#int_varargs">Intrinsic
1758 Functions</a>.</p>
1759 <p>It is legal for this instruction to be called in a function which
1760 does not take a variable number of arguments, for example, the <tt>vfprintf</tt>
1761 function.</p>
1762 <p><tt>vanext</tt> is an LLVM instruction instead of an <a
1763  href="#intrinsics">intrinsic function</a> because it takes an type as
1764 an argument.</p>
1765 <h5>Example:</h5>
1766 <p>See the <a href="#int_varargs">variable argument processing</a>
1767 section.</p>
1768 </div>
1769 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1770 <div class="doc_subsubsection"> <a name="i_vaarg">'<tt>vaarg</tt>'
1771 Instruction</a> </div>
1772 <div class="doc_text">
1773 <h5>Syntax:</h5>
1774 <pre>  &lt;resultval&gt; = vaarg &lt;va_list&gt; &lt;arglist&gt;, &lt;argty&gt;<br></pre>
1775 <h5>Overview:</h5>
1776 <p>The '<tt>vaarg</tt>' instruction is used to access arguments passed
1777 through the "variable argument" area of a function call.  It is used to
1778 implement the <tt>va_arg</tt> macro in C.</p>
1779 <h5>Arguments:</h5>
1780 <p>This instruction takes a <tt>valist</tt> value and the type of the
1781 argument. It returns a value of the specified argument type.</p>
1782 <h5>Semantics:</h5>
1783 <p>The '<tt>vaarg</tt>' instruction loads an argument of the specified
1784 type from the specified <tt>va_list</tt>.  In conjunction with the <a
1785  href="#i_vanext"><tt>vanext</tt></a> instruction, it is used to
1786 implement the <tt>va_arg</tt> macro available in C.  For more
1787 information, see the variable argument handling <a href="#int_varargs">Intrinsic
1788 Functions</a>.</p>
1789 <p>It is legal for this instruction to be called in a function which
1790 does not take a variable number of arguments, for example, the <tt>vfprintf</tt>
1791 function.</p>
1792 <p><tt>vaarg</tt> is an LLVM instruction instead of an <a
1793  href="#intrinsics">intrinsic function</a> because it takes an type as
1794 an argument.</p>
1795 <h5>Example:</h5>
1796 <p>See the <a href="#int_varargs">variable argument processing</a>
1797 section.</p>
1798 </div>
1799
1800 <!-- *********************************************************************** -->
1801 <div class="doc_section"> <a name="intrinsics">Intrinsic Functions</a> </div>
1802 <!-- *********************************************************************** -->
1803
1804 <div class="doc_text">
1805
1806 <p>LLVM supports the notion of an "intrinsic function".  These functions have
1807 well known names and semantics, and are required to follow certain
1808 restrictions. Overall, these instructions represent an extension mechanism for
1809 the LLVM language that does not require changing all of the transformations in
1810 LLVM to add to the language (or the bytecode reader/writer, the parser,
1811 etc...).</p>
1812
1813 <p>Intrinsic function names must all start with an "<tt>llvm.</tt>" prefix, this
1814 prefix is reserved in LLVM for intrinsic names, thus functions may not be named
1815 this.  Intrinsic functions must always be external functions: you cannot define
1816 the body of intrinsic functions.  Intrinsic functions may only be used in call
1817 or invoke instructions: it is illegal to take the address of an intrinsic
1818 function.  Additionally, because intrinsic functions are part of the LLVM
1819 language, it is required that they all be documented here if any are added.</p>
1820
1821
1822 <p>
1823 Adding an intrinsic to LLVM is straight-forward if it is possible to express the
1824 concept in LLVM directly (ie, code generator support is not _required_).  To do
1825 this, extend the default implementation of the IntrinsicLowering class to handle
1826 the intrinsic.  Code generators use this class to lower intrinsics they do not
1827 understand to raw LLVM instructions that they do.
1828 </p>
1829
1830 </div>
1831
1832 <!-- ======================================================================= -->
1833 <div class="doc_subsection">
1834   <a name="int_varargs">Variable Argument Handling Intrinsics</a>
1835 </div>
1836
1837 <div class="doc_text">
1838
1839 <p>Variable argument support is defined in LLVM with the <a
1840  href="#i_vanext"><tt>vanext</tt></a> instruction and these three
1841 intrinsic functions.  These functions are related to the similarly
1842 named macros defined in the <tt>&lt;stdarg.h&gt;</tt> header file.</p>
1843
1844 <p>All of these functions operate on arguments that use a
1845 target-specific value type "<tt>va_list</tt>".  The LLVM assembly
1846 language reference manual does not define what this type is, so all
1847 transformations should be prepared to handle intrinsics with any type
1848 used.</p>
1849
1850 <p>This example shows how the <a href="#i_vanext"><tt>vanext</tt></a>
1851 instruction and the variable argument handling intrinsic functions are
1852 used.</p>
1853
1854 <pre>
1855 int %test(int %X, ...) {
1856   ; Initialize variable argument processing
1857   %ap = call sbyte* %<a href="#i_va_start">llvm.va_start</a>()
1858
1859   ; Read a single integer argument
1860   %tmp = vaarg sbyte* %ap, int
1861
1862   ; Advance to the next argument
1863   %ap2 = vanext sbyte* %ap, int
1864
1865   ; Demonstrate usage of llvm.va_copy and llvm.va_end
1866   %aq = call sbyte* %<a href="#i_va_copy">llvm.va_copy</a>(sbyte* %ap2)
1867   call void %<a href="#i_va_end">llvm.va_end</a>(sbyte* %aq)
1868
1869   ; Stop processing of arguments.
1870   call void %<a href="#i_va_end">llvm.va_end</a>(sbyte* %ap2)
1871   ret int %tmp
1872 }
1873 </pre>
1874 </div>
1875
1876 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1877 <div class="doc_subsubsection">
1878   <a name="i_va_start">'<tt>llvm.va_start</tt>' Intrinsic</a>
1879 </div>
1880
1881
1882 <div class="doc_text">
1883 <h5>Syntax:</h5>
1884 <pre>  call va_list ()* %llvm.va_start()<br></pre>
1885 <h5>Overview:</h5>
1886 <p>The '<tt>llvm.va_start</tt>' intrinsic returns a new <tt>&lt;arglist&gt;</tt>
1887 for subsequent use by the variable argument intrinsics.</p>
1888 <h5>Semantics:</h5>
1889 <p>The '<tt>llvm.va_start</tt>' intrinsic works just like the <tt>va_start</tt>
1890 macro available in C.  In a target-dependent way, it initializes and
1891 returns a <tt>va_list</tt> element, so that the next <tt>vaarg</tt>
1892 will produce the first variable argument passed to the function.  Unlike
1893 the C <tt>va_start</tt> macro, this intrinsic does not need to know the
1894 last argument of the function, the compiler can figure that out.</p>
1895 <p>Note that this intrinsic function is only legal to be called from
1896 within the body of a variable argument function.</p>
1897 </div>
1898
1899 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1900 <div class="doc_subsubsection">
1901  <a name="i_va_end">'<tt>llvm.va_end</tt>' Intrinsic</a>
1902 </div>
1903
1904 <div class="doc_text">
1905 <h5>Syntax:</h5>
1906 <pre>  call void (va_list)* %llvm.va_end(va_list &lt;arglist&gt;)<br></pre>
1907 <h5>Overview:</h5>
1908 <p>The '<tt>llvm.va_end</tt>' intrinsic destroys <tt>&lt;arglist&gt;</tt>
1909 which has been initialized previously with <tt><a href="#i_va_start">llvm.va_start</a></tt>
1910 or <tt><a href="#i_va_copy">llvm.va_copy</a></tt>.</p>
1911 <h5>Arguments:</h5>
1912 <p>The argument is a <tt>va_list</tt> to destroy.</p>
1913 <h5>Semantics:</h5>
1914 <p>The '<tt>llvm.va_end</tt>' intrinsic works just like the <tt>va_end</tt>
1915 macro available in C.  In a target-dependent way, it destroys the <tt>va_list</tt>.
1916 Calls to <a href="#i_va_start"><tt>llvm.va_start</tt></a> and <a
1917  href="#i_va_copy"><tt>llvm.va_copy</tt></a> must be matched exactly
1918 with calls to <tt>llvm.va_end</tt>.</p>
1919 </div>
1920
1921 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1922 <div class="doc_subsubsection">
1923   <a name="i_va_copy">'<tt>llvm.va_copy</tt>' Intrinsic</a>
1924 </div>
1925
1926 <div class="doc_text">
1927
1928 <h5>Syntax:</h5>
1929
1930 <pre>
1931   call va_list (va_list)* %llvm.va_copy(va_list &lt;destarglist&gt;)
1932 </pre>
1933
1934 <h5>Overview:</h5>
1935
1936 <p>The '<tt>llvm.va_copy</tt>' intrinsic copies the current argument position
1937 from the source argument list to the destination argument list.</p>
1938
1939 <h5>Arguments:</h5>
1940
1941 <p>The argument is the <tt>va_list</tt> to copy.</p>
1942
1943 <h5>Semantics:</h5>
1944
1945 <p>The '<tt>llvm.va_copy</tt>' intrinsic works just like the <tt>va_copy</tt>
1946 macro available in C.  In a target-dependent way, it copies the source
1947 <tt>va_list</tt> element into the returned list.  This intrinsic is necessary
1948 because the <tt><a href="#i_va_start">llvm.va_start</a></tt> intrinsic may be
1949 arbitrarily complex and require memory allocation, for example.</p>
1950
1951 </div>
1952
1953 <!-- ======================================================================= -->
1954 <div class="doc_subsection">
1955   <a name="int_gc">Accurate Garbage Collection Intrinsics</a>
1956 </div>
1957
1958 <div class="doc_text">
1959
1960 <p>
1961 LLVM support for <a href="GarbageCollection.html">Accurate Garbage
1962 Collection</a> requires the implementation and generation of these intrinsics.
1963 These intrinsics allow identification of <a href="#i_gcroot">GC roots on the
1964 stack</a>, as well as garbage collector implementations that require <a
1965 href="#i_gcread">read</a> and <a href="#i_gcwrite">write</a> barriers.
1966 Front-ends for type-safe garbage collected languages should generate these
1967 intrinsics to make use of the LLVM garbage collectors.  For more details, see <a
1968 href="GarbageCollection.html">Accurate Garbage Collection with LLVM</a>.
1969 </p>
1970 </div>
1971
1972 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1973 <div class="doc_subsubsection">
1974   <a name="i_gcroot">'<tt>llvm.gcroot</tt>' Intrinsic</a>
1975 </div>
1976
1977 <div class="doc_text">
1978
1979 <h5>Syntax:</h5>
1980
1981 <pre>
1982   call void (&lt;ty&gt;**, &lt;ty2&gt;*)* %llvm.gcroot(&lt;ty&gt;** %ptrloc, &lt;ty2&gt;* %metadata)
1983 </pre>
1984
1985 <h5>Overview:</h5>
1986
1987 <p>The '<tt>llvm.gcroot</tt>' intrinsic declares the existance of a GC root to
1988 the code generator, and allows some metadata to be associated with it.</p>
1989
1990 <h5>Arguments:</h5>
1991
1992 <p>The first argument specifies the address of a stack object that contains the
1993 root pointer.  The second pointer (which must be either a constant or a global
1994 value address) contains the meta-data to be associated with the root.</p>
1995
1996 <h5>Semantics:</h5>
1997
1998 <p>At runtime, a call to this intrinsics stores a null pointer into the "ptrloc"
1999 location.  At compile-time, the code generator generates information to allow
2000 the runtime to find the pointer at GC safe points.
2001 </p>
2002
2003 </div>
2004
2005
2006 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2007 <div class="doc_subsubsection">
2008   <a name="i_gcread">'<tt>llvm.gcread</tt>' Intrinsic</a>
2009 </div>
2010
2011 <div class="doc_text">
2012
2013 <h5>Syntax:</h5>
2014
2015 <pre>
2016   call sbyte* (sbyte**)* %llvm.gcread(sbyte** %Ptr)
2017 </pre>
2018
2019 <h5>Overview:</h5>
2020
2021 <p>The '<tt>llvm.gcread</tt>' intrinsic identifies reads of references from heap
2022 locations, allowing garbage collector implementations that require read
2023 barriers.</p>
2024
2025 <h5>Arguments:</h5>
2026
2027 <p>The argument is the address to read from, which should be an address
2028 allocated from the garbage collector.</p>
2029
2030 <h5>Semantics:</h5>
2031
2032 <p>The '<tt>llvm.gcread</tt>' intrinsic has the same semantics as a load
2033 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by the
2034 garbage collector runtime, as needed.</p>
2035
2036 </div>
2037
2038
2039 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2040 <div class="doc_subsubsection">
2041   <a name="i_gcwrite">'<tt>llvm.gcwrite</tt>' Intrinsic</a>
2042 </div>
2043
2044 <div class="doc_text">
2045
2046 <h5>Syntax:</h5>
2047
2048 <pre>
2049   call void (sbyte*, sbyte**)* %llvm.gcwrite(sbyte* %P1, sbyte** %P2)
2050 </pre>
2051
2052 <h5>Overview:</h5>
2053
2054 <p>The '<tt>llvm.gcwrite</tt>' intrinsic identifies writes of references to heap
2055 locations, allowing garbage collector implementations that require write
2056 barriers (such as generational or reference counting collectors).</p>
2057
2058 <h5>Arguments:</h5>
2059
2060 <p>The first argument is the reference to store, and the second is the heap
2061 location to store to.</p>
2062
2063 <h5>Semantics:</h5>
2064
2065 <p>The '<tt>llvm.gcwrite</tt>' intrinsic has the same semantics as a store
2066 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by the
2067 garbage collector runtime, as needed.</p>
2068
2069 </div>
2070
2071
2072
2073 <!-- ======================================================================= -->
2074 <div class="doc_subsection">
2075   <a name="int_codegen">Code Generator Intrinsics</a>
2076 </div>
2077
2078 <div class="doc_text">
2079 <p>
2080 These intrinsics are provided by LLVM to expose special features that may only
2081 be implemented with code generator support.
2082 </p>
2083
2084 </div>
2085
2086 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2087 <div class="doc_subsubsection">
2088   <a name="i_returnaddress">'<tt>llvm.returnaddress</tt>' Intrinsic</a>
2089 </div>
2090
2091 <div class="doc_text">
2092
2093 <h5>Syntax:</h5>
2094 <pre>
2095   call void* ()* %llvm.returnaddress(uint &lt;level&gt;)
2096 </pre>
2097
2098 <h5>Overview:</h5>
2099
2100 <p>
2101 The '<tt>llvm.returnaddress</tt>' intrinsic returns a target-specific value
2102 indicating the return address of the current function or one of its callers.
2103 </p>
2104
2105 <h5>Arguments:</h5>
2106
2107 <p>
2108 The argument to this intrinsic indicates which function to return the address
2109 for.  Zero indicates the calling function, one indicates its caller, etc.  The
2110 argument is <b>required</b> to be a constant integer value.
2111 </p>
2112
2113 <h5>Semantics:</h5>
2114
2115 <p>
2116 The '<tt>llvm.returnaddress</tt>' intrinsic either returns a pointer indicating
2117 the return address of the specified call frame, or zero if it cannot be
2118 identified.  The value returned by this intrinsic is likely to be incorrect or 0
2119 for arguments other than zero, so it should only be used for debugging purposes.
2120 </p>
2121
2122 <p>
2123 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or other
2124 aggressive transformations, so the value returned may not that of the obvious
2125 source-language caller.
2126 </p>
2127 </div>
2128
2129
2130 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2131 <div class="doc_subsubsection">
2132   <a name="i_frameaddress">'<tt>llvm.frameaddress</tt>' Intrinsic</a>
2133 </div>
2134
2135 <div class="doc_text">
2136
2137 <h5>Syntax:</h5>
2138 <pre>
2139   call void* ()* %llvm.frameaddress(uint &lt;level&gt;)
2140 </pre>
2141
2142 <h5>Overview:</h5>
2143
2144 <p>
2145 The '<tt>llvm.frameaddress</tt>' intrinsic returns the target-specific frame
2146 pointer value for the specified stack frame.
2147 </p>
2148
2149 <h5>Arguments:</h5>
2150
2151 <p>
2152 The argument to this intrinsic indicates which function to return the frame
2153 pointer for.  Zero indicates the calling function, one indicates its caller,
2154 etc.  The argument is <b>required</b> to be a constant integer value.
2155 </p>
2156
2157 <h5>Semantics:</h5>
2158
2159 <p>
2160 The '<tt>llvm.frameaddress</tt>' intrinsic either returns a pointer indicating
2161 the frame address of the specified call frame, or zero if it cannot be
2162 identified.  The value returned by this intrinsic is likely to be incorrect or 0
2163 for arguments other than zero, so it should only be used for debugging purposes.
2164 </p>
2165
2166 <p>
2167 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or other
2168 aggressive transformations, so the value returned may not that of the obvious
2169 source-language caller.
2170 </p>
2171 </div>
2172
2173 <!-- ======================================================================= -->
2174 <div class="doc_subsection">
2175   <a name="int_os">Operating System Intrinsics</a>
2176 </div>
2177
2178 <div class="doc_text">
2179 <p>
2180 These intrinsics are provided by LLVM to support the implementation of
2181 operating system level code.
2182 </p>
2183
2184 </div>
2185
2186 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2187 <div class="doc_subsubsection">
2188   <a name="i_readport">'<tt>llvm.readport</tt>' Intrinsic</a>
2189 </div>
2190
2191 <div class="doc_text">
2192
2193 <h5>Syntax:</h5>
2194 <pre>
2195   call &lt;integer type&gt; (&lt;integer type&gt;)* %llvm.readport (&lt;integer type&gt; &lt;address&gt;)
2196 </pre>
2197
2198 <h5>Overview:</h5>
2199
2200 <p>
2201 The '<tt>llvm.readport</tt>' intrinsic reads data from the specified hardware
2202 I/O port.
2203 </p>
2204
2205 <h5>Arguments:</h5>
2206
2207 <p>
2208 The argument to this intrinsic indicates the hardware I/O address from which
2209 to read the data.  The address is in the hardware I/O address namespace (as
2210 opposed to being a memory location for memory mapped I/O).
2211 </p>
2212
2213 <h5>Semantics:</h5>
2214
2215 <p>
2216 The '<tt>llvm.readport</tt>' intrinsic reads data from the hardware I/O port
2217 specified by <i>address</i> and returns the value.  The address and return
2218 value must be integers, but the size is dependent upon the platform upon which
2219 the program is code generated.  For example, on x86, the address must be an
2220 unsigned 16 bit value, and the return value must be 8, 16, or 32 bits.
2221 </p>
2222
2223 </div>
2224
2225 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2226 <div class="doc_subsubsection">
2227   <a name="i_writeport">'<tt>llvm.writeport</tt>' Intrinsic</a>
2228 </div>
2229
2230 <div class="doc_text">
2231
2232 <h5>Syntax:</h5>
2233 <pre>
2234   call void (&lt;integer type&gt;, &lt;integer type&gt;)* %llvm.writeport (&lt;integer type&gt; &lt;value&gt;, &lt;integer type&gt; &lt;address&gt;)
2235 </pre>
2236
2237 <h5>Overview:</h5>
2238
2239 <p>
2240 The '<tt>llvm.writeport</tt>' intrinsic writes data to the specified hardware
2241 I/O port.
2242 </p>
2243
2244 <h5>Arguments:</h5>
2245
2246 <p>
2247 The first argument is the value to write to the I/O port.
2248 </p>
2249
2250 <p>
2251 The second argument indicates the hardware I/O address to which data should be
2252 written.  The address is in the hardware I/O address namespace (as opposed to
2253 being a memory location for memory mapped I/O).
2254 </p>
2255
2256 <h5>Semantics:</h5>
2257
2258 <p>
2259 The '<tt>llvm.writeport</tt>' intrinsic writes <i>value</i> to the I/O port
2260 specified by <i>address</i>.  The address and value must be integers, but the
2261 size is dependent upon the platform upon which the program is code generated.
2262 For example, on x86, the address must be an unsigned 16 bit value, and the
2263 value written must be 8, 16, or 32 bits in length.
2264 </p>
2265
2266 </div>
2267
2268 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2269 <div class="doc_subsubsection">
2270   <a name="i_readio">'<tt>llvm.readio</tt>' Intrinsic</a>
2271 </div>
2272
2273 <div class="doc_text">
2274
2275 <h5>Syntax:</h5>
2276 <pre>
2277   call &lt;result&gt; (&lt;ty&gt;*)* %llvm.readio (&lt;ty&gt; * &lt;pointer&gt;)
2278 </pre>
2279
2280 <h5>Overview:</h5>
2281
2282 <p>
2283 The '<tt>llvm.readio</tt>' intrinsic reads data from a memory mapped I/O
2284 address.
2285 </p>
2286
2287 <h5>Arguments:</h5>
2288
2289 <p>
2290 The argument to this intrinsic is a pointer indicating the memory address from
2291 which to read the data.  The data must be a
2292 <a href="#t_firstclass">first class</a> type.
2293 </p>
2294
2295 <h5>Semantics:</h5>
2296
2297 <p>
2298 The '<tt>llvm.readio</tt>' intrinsic reads data from a memory mapped I/O
2299 location specified by <i>pointer</i> and returns the value.  The argument must
2300 be a pointer, and the return value must be a
2301 <a href="#t_firstclass">first class</a> type.  However, certain architectures
2302 may not support I/O on all first class types.  For example, 32 bit processors
2303 may only support I/O on data types that are 32 bits or less.
2304 </p>
2305
2306 <p>
2307 This intrinsic enforces an in-order memory model for llvm.readio and
2308 llvm.writeio calls on machines that use dynamic scheduling.  Dynamically
2309 scheduled processors may execute loads and stores out of order, re-ordering at
2310 run time accesses to memory mapped I/O registers.  Using these intrinsics
2311 ensures that accesses to memory mapped I/O registers occur in program order.
2312 </p>
2313
2314 </div>
2315
2316 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2317 <div class="doc_subsubsection">
2318   <a name="i_writeio">'<tt>llvm.writeio</tt>' Intrinsic</a>
2319 </div>
2320
2321 <div class="doc_text">
2322
2323 <h5>Syntax:</h5>
2324 <pre>
2325   call void (&lt;ty1&gt;, &lt;ty2&gt;*)* %llvm.writeio (&lt;ty1&gt; &lt;value&gt;, &lt;ty2&gt; * &lt;pointer&gt;)
2326 </pre>
2327
2328 <h5>Overview:</h5>
2329
2330 <p>
2331 The '<tt>llvm.writeio</tt>' intrinsic writes data to the specified memory
2332 mapped I/O address.
2333 </p>
2334
2335 <h5>Arguments:</h5>
2336
2337 <p>
2338 The first argument is the value to write to the memory mapped I/O location.
2339 The second argument is a pointer indicating the memory address to which the
2340 data should be written.
2341 </p>
2342
2343 <h5>Semantics:</h5>
2344
2345 <p>
2346 The '<tt>llvm.writeio</tt>' intrinsic writes <i>value</i> to the memory mapped
2347 I/O address specified by <i>pointer</i>.  The value must be a
2348 <a href="#t_firstclass">first class</a> type.  However, certain architectures
2349 may not support I/O on all first class types.  For example, 32 bit processors
2350 may only support I/O on data types that are 32 bits or less.
2351 </p>
2352
2353 <p>
2354 This intrinsic enforces an in-order memory model for llvm.readio and
2355 llvm.writeio calls on machines that use dynamic scheduling.  Dynamically
2356 scheduled processors may execute loads and stores out of order, re-ordering at
2357 run time accesses to memory mapped I/O registers.  Using these intrinsics
2358 ensures that accesses to memory mapped I/O registers occur in program order.
2359 </p>
2360
2361 </div>
2362
2363 <!-- ======================================================================= -->
2364 <div class="doc_subsection">
2365   <a name="int_libc">Standard C Library Intrinsics</a>
2366 </div>
2367
2368 <div class="doc_text">
2369 <p>
2370 LLVM provides intrinsics for a few important standard C library functions.
2371 These intrinsics allow source-language front-ends to pass information about the
2372 alignment of the pointer arguments to the code generator, providing opportunity
2373 for more efficient code generation.
2374 </p>
2375
2376 </div>
2377
2378 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2379 <div class="doc_subsubsection">
2380   <a name="i_memcpy">'<tt>llvm.memcpy</tt>' Intrinsic</a>
2381 </div>
2382
2383 <div class="doc_text">
2384
2385 <h5>Syntax:</h5>
2386 <pre>
2387   call void (sbyte*, sbyte*, uint, uint)* %llvm.memcpy(sbyte* &lt;dest&gt;, sbyte* &lt;src&gt;,
2388                                                        uint &lt;len&gt;, uint &lt;align&gt;)
2389 </pre>
2390
2391 <h5>Overview:</h5>
2392
2393 <p>
2394 The '<tt>llvm.memcpy</tt>' intrinsic copies a block of memory from the source
2395 location to the destination location.
2396 </p>
2397
2398 <p>
2399 Note that, unlike the standard libc function, the <tt>llvm.memcpy</tt> intrinsic
2400 does not return a value, and takes an extra alignment argument.
2401 </p>
2402
2403 <h5>Arguments:</h5>
2404
2405 <p>
2406 The first argument is a pointer to the destination, the second is a pointer to
2407 the source.  The third argument is an (arbitrarily sized) integer argument
2408 specifying the number of bytes to copy, and the fourth argument is the alignment
2409 of the source and destination locations.
2410 </p>
2411
2412 <p>
2413 If the call to this intrinisic has an alignment value that is not 0 or 1, then
2414 the caller guarantees that the size of the copy is a multiple of the alignment
2415 and that both the source and destination pointers are aligned to that boundary.
2416 </p>
2417
2418 <h5>Semantics:</h5>
2419
2420 <p>
2421 The '<tt>llvm.memcpy</tt>' intrinsic copies a block of memory from the source
2422 location to the destination location, which are not allowed to overlap.  It
2423 copies "len" bytes of memory over.  If the argument is known to be aligned to
2424 some boundary, this can be specified as the fourth argument, otherwise it should
2425 be set to 0 or 1.
2426 </p>
2427 </div>
2428
2429
2430 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2431 <div class="doc_subsubsection">
2432   <a name="i_memmove">'<tt>llvm.memmove</tt>' Intrinsic</a>
2433 </div>
2434
2435 <div class="doc_text">
2436
2437 <h5>Syntax:</h5>
2438 <pre>
2439   call void (sbyte*, sbyte*, uint, uint)* %llvm.memmove(sbyte* &lt;dest&gt;, sbyte* &lt;src&gt;,
2440                                                        uint &lt;len&gt;, uint &lt;align&gt;)
2441 </pre>
2442
2443 <h5>Overview:</h5>
2444
2445 <p>
2446 The '<tt>llvm.memmove</tt>' intrinsic moves a block of memory from the source
2447 location to the destination location. It is similar to the '<tt>llvm.memcpy</tt>' 
2448 intrinsic but allows the two memory locations to overlap.
2449 </p>
2450
2451 <p>
2452 Note that, unlike the standard libc function, the <tt>llvm.memmove</tt> intrinsic
2453 does not return a value, and takes an extra alignment argument.
2454 </p>
2455
2456 <h5>Arguments:</h5>
2457
2458 <p>
2459 The first argument is a pointer to the destination, the second is a pointer to
2460 the source.  The third argument is an (arbitrarily sized) integer argument
2461 specifying the number of bytes to copy, and the fourth argument is the alignment
2462 of the source and destination locations.
2463 </p>
2464
2465 <p>
2466 If the call to this intrinisic has an alignment value that is not 0 or 1, then
2467 the caller guarantees that the size of the copy is a multiple of the alignment
2468 and that both the source and destination pointers are aligned to that boundary.
2469 </p>
2470
2471 <h5>Semantics:</h5>
2472
2473 <p>
2474 The '<tt>llvm.memmove</tt>' intrinsic copies a block of memory from the source
2475 location to the destination location, which may overlap.  It
2476 copies "len" bytes of memory over.  If the argument is known to be aligned to
2477 some boundary, this can be specified as the fourth argument, otherwise it should
2478 be set to 0 or 1.
2479 </p>
2480 </div>
2481
2482
2483 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2484 <div class="doc_subsubsection">
2485   <a name="i_memset">'<tt>llvm.memset</tt>' Intrinsic</a>
2486 </div>
2487
2488 <div class="doc_text">
2489
2490 <h5>Syntax:</h5>
2491 <pre>
2492   call void (sbyte*, ubyte, uint, uint)* %llvm.memset(sbyte* &lt;dest&gt;, ubyte &lt;val&gt;,
2493                                                       uint &lt;len&gt;, uint &lt;align&gt;)
2494 </pre>
2495
2496 <h5>Overview:</h5>
2497
2498 <p>
2499 The '<tt>llvm.memset</tt>' intrinsic fills a block of memory with a particular
2500 byte value.
2501 </p>
2502
2503 <p>
2504 Note that, unlike the standard libc function, the <tt>llvm.memset</tt> intrinsic
2505 does not return a value, and takes an extra alignment argument.
2506 </p>
2507
2508 <h5>Arguments:</h5>
2509
2510 <p>
2511 The first argument is a pointer to the destination to fill, the second is the
2512 byte value to fill it with, the third argument is an (arbitrarily sized) integer
2513 argument specifying the number of bytes to fill, and the fourth argument is the
2514 known alignment of destination location.
2515 </p>
2516
2517 <p>
2518 If the call to this intrinisic has an alignment value that is not 0 or 1, then
2519 the caller guarantees that the size of the copy is a multiple of the alignment
2520 and that the destination pointer is aligned to that boundary.
2521 </p>
2522
2523 <h5>Semantics:</h5>
2524
2525 <p>
2526 The '<tt>llvm.memset</tt>' intrinsic fills "len" bytes of memory starting at the
2527 destination location.  If the argument is known to be aligned to some boundary,
2528 this can be specified as the fourth argument, otherwise it should be set to 0 or
2529 1.
2530 </p>
2531 </div>
2532
2533
2534 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2535 <div class="doc_subsubsection">
2536   <a name="i_isunordered">'<tt>llvm.isunordered</tt>' Intrinsic</a>
2537 </div>
2538
2539 <div class="doc_text">
2540
2541 <h5>Syntax:</h5>
2542 <pre>
2543   call bool (&lt;float or double&gt;, &lt;float or double&gt;)* %llvm.isunordered(&lt;float or double&gt; Val1,
2544                                                                       &lt;float or double&gt; Val2)
2545 </pre>
2546
2547 <h5>Overview:</h5>
2548
2549 <p>
2550 The '<tt>llvm.isunordered</tt>' intrinsic returns true if either or both of the
2551 specified floating point values is a NAN.
2552 </p>
2553
2554 <h5>Arguments:</h5>
2555
2556 <p>
2557 The arguments are floating point numbers of the same type.
2558 </p>
2559
2560 <h5>Semantics:</h5>
2561
2562 <p>
2563 If either or both of the arguments is a SNAN or QNAN, it returns true, otherwise
2564 false.
2565 </p>
2566 </div>
2567
2568
2569
2570
2571 <!-- ======================================================================= -->
2572 <div class="doc_subsection">
2573   <a name="int_debugger">Debugger Intrinsics</a>
2574 </div>
2575
2576 <div class="doc_text">
2577 <p>
2578 The LLVM debugger intrinsics (which all start with <tt>llvm.dbg.</tt> prefix),
2579 are described in the <a
2580 href="SourceLevelDebugging.html#format_common_intrinsics">LLVM Source Level
2581 Debugging</a> document.
2582 </p>
2583 </div>
2584
2585
2586 <!-- *********************************************************************** -->
2587 <hr>
2588 <address>
2589   <a href="http://jigsaw.w3.org/css-validator/check/referer"><img
2590   src="http://jigsaw.w3.org/css-validator/images/vcss" alt="Valid CSS!"></a>
2591   <a href="http://validator.w3.org/check/referer"><img
2592   src="http://www.w3.org/Icons/valid-html401" alt="Valid HTML 4.01!" /></a>
2593
2594   <a href="mailto:sabre@nondot.org">Chris Lattner</a><br>
2595   <a href="http://llvm.cs.uiuc.edu">The LLVM Compiler Infrastructure</a><br>
2596   Last modified: $Date$
2597 </address>
2598 </body>
2599 </html>