Fix comments in HexagonOperands.td.
[oota-llvm.git] / docs / LangRef.html
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   <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
7   <meta name="author" content="Chris Lattner">
8   <meta name="description"
9   content="LLVM Assembly Language Reference Manual.">
10   <link rel="stylesheet" href="_static/llvm.css" type="text/css">
11 </head>
12
13 <body>
14
15 <h1>LLVM Language Reference Manual</h1>
16 <ol>
17   <li><a href="#abstract">Abstract</a></li>
18   <li><a href="#introduction">Introduction</a></li>
19   <li><a href="#identifiers">Identifiers</a></li>
20   <li><a href="#highlevel">High Level Structure</a>
21     <ol>
22       <li><a href="#modulestructure">Module Structure</a></li>
23       <li><a href="#linkage">Linkage Types</a>
24         <ol>
25           <li><a href="#linkage_private">'<tt>private</tt>' Linkage</a></li>
26           <li><a href="#linkage_linker_private">'<tt>linker_private</tt>' Linkage</a></li>
27           <li><a href="#linkage_linker_private_weak">'<tt>linker_private_weak</tt>' Linkage</a></li>
28           <li><a href="#linkage_internal">'<tt>internal</tt>' Linkage</a></li>
29           <li><a href="#linkage_available_externally">'<tt>available_externally</tt>' Linkage</a></li>
30           <li><a href="#linkage_linkonce">'<tt>linkonce</tt>' Linkage</a></li>
31           <li><a href="#linkage_common">'<tt>common</tt>' Linkage</a></li>
32           <li><a href="#linkage_weak">'<tt>weak</tt>' Linkage</a></li>
33           <li><a href="#linkage_appending">'<tt>appending</tt>' Linkage</a></li>
34           <li><a href="#linkage_externweak">'<tt>extern_weak</tt>' Linkage</a></li>
35           <li><a href="#linkage_linkonce_odr">'<tt>linkonce_odr</tt>' Linkage</a></li>
36           <li><a href="#linkage_linkonce_odr_auto_hide">'<tt>linkonce_odr_auto_hide</tt>' Linkage</a></li>
37           <li><a href="#linkage_weak">'<tt>weak_odr</tt>' Linkage</a></li>
38           <li><a href="#linkage_external">'<tt>external</tt>' Linkage</a></li>
39           <li><a href="#linkage_dllimport">'<tt>dllimport</tt>' Linkage</a></li>
40           <li><a href="#linkage_dllexport">'<tt>dllexport</tt>' Linkage</a></li>
41         </ol>
42       </li>
43       <li><a href="#callingconv">Calling Conventions</a></li>
44       <li><a href="#namedtypes">Named Types</a></li>
45       <li><a href="#globalvars">Global Variables</a></li>
46       <li><a href="#functionstructure">Functions</a></li>
47       <li><a href="#aliasstructure">Aliases</a></li>
48       <li><a href="#namedmetadatastructure">Named Metadata</a></li>
49       <li><a href="#paramattrs">Parameter Attributes</a></li>
50       <li><a href="#fnattrs">Function Attributes</a></li>
51       <li><a href="#gc">Garbage Collector Names</a></li>
52       <li><a href="#moduleasm">Module-Level Inline Assembly</a></li>
53       <li><a href="#datalayout">Data Layout</a></li>
54       <li><a href="#pointeraliasing">Pointer Aliasing Rules</a></li>
55       <li><a href="#volatile">Volatile Memory Accesses</a></li>
56       <li><a href="#memmodel">Memory Model for Concurrent Operations</a></li>
57       <li><a href="#ordering">Atomic Memory Ordering Constraints</a></li>
58     </ol>
59   </li>
60   <li><a href="#typesystem">Type System</a>
61     <ol>
62       <li><a href="#t_classifications">Type Classifications</a></li>
63       <li><a href="#t_primitive">Primitive Types</a>
64         <ol>
65           <li><a href="#t_integer">Integer Type</a></li>
66           <li><a href="#t_floating">Floating Point Types</a></li>
67           <li><a href="#t_x86mmx">X86mmx Type</a></li>
68           <li><a href="#t_void">Void Type</a></li>
69           <li><a href="#t_label">Label Type</a></li>
70           <li><a href="#t_metadata">Metadata Type</a></li>
71         </ol>
72       </li>
73       <li><a href="#t_derived">Derived Types</a>
74         <ol>
75           <li><a href="#t_aggregate">Aggregate Types</a>
76             <ol>
77               <li><a href="#t_array">Array Type</a></li>
78               <li><a href="#t_struct">Structure Type</a></li>
79               <li><a href="#t_opaque">Opaque Structure Types</a></li>
80               <li><a href="#t_vector">Vector Type</a></li>
81             </ol>
82           </li>
83           <li><a href="#t_function">Function Type</a></li>
84           <li><a href="#t_pointer">Pointer Type</a></li>
85         </ol>
86       </li>
87     </ol>
88   </li>
89   <li><a href="#constants">Constants</a>
90     <ol>
91       <li><a href="#simpleconstants">Simple Constants</a></li>
92       <li><a href="#complexconstants">Complex Constants</a></li>
93       <li><a href="#globalconstants">Global Variable and Function Addresses</a></li>
94       <li><a href="#undefvalues">Undefined Values</a></li>
95       <li><a href="#poisonvalues">Poison Values</a></li>
96       <li><a href="#blockaddress">Addresses of Basic Blocks</a></li>
97       <li><a href="#constantexprs">Constant Expressions</a></li>
98     </ol>
99   </li>
100   <li><a href="#othervalues">Other Values</a>
101     <ol>
102       <li><a href="#inlineasm">Inline Assembler Expressions</a></li>
103       <li><a href="#metadata">Metadata Nodes and Metadata Strings</a>
104         <ol>
105           <li><a href="#tbaa">'<tt>tbaa</tt>' Metadata</a></li>
106           <li><a href="#tbaa.struct">'<tt>tbaa.struct</tt>' Metadata</a></li>
107           <li><a href="#fpmath">'<tt>fpmath</tt>' Metadata</a></li>
108           <li><a href="#range">'<tt>range</tt>' Metadata</a></li>
109         </ol>
110       </li>
111     </ol>
112   </li>
113   <li><a href="#module_flags">Module Flags Metadata</a>
114     <ol>
115       <li><a href="#objc_gc_flags">Objective-C Garbage Collection Module Flags Metadata</a></li>
116     </ol>
117   </li>
118   <li><a href="#intrinsic_globals">Intrinsic Global Variables</a>
119     <ol>
120       <li><a href="#intg_used">The '<tt>llvm.used</tt>' Global Variable</a></li>
121       <li><a href="#intg_compiler_used">The '<tt>llvm.compiler.used</tt>'
122           Global Variable</a></li>
123       <li><a href="#intg_global_ctors">The '<tt>llvm.global_ctors</tt>'
124          Global Variable</a></li>
125       <li><a href="#intg_global_dtors">The '<tt>llvm.global_dtors</tt>'
126          Global Variable</a></li>
127     </ol>
128   </li>
129   <li><a href="#instref">Instruction Reference</a>
130     <ol>
131       <li><a href="#terminators">Terminator Instructions</a>
132         <ol>
133           <li><a href="#i_ret">'<tt>ret</tt>' Instruction</a></li>
134           <li><a href="#i_br">'<tt>br</tt>' Instruction</a></li>
135           <li><a href="#i_switch">'<tt>switch</tt>' Instruction</a></li>
136           <li><a href="#i_indirectbr">'<tt>indirectbr</tt>' Instruction</a></li>
137           <li><a href="#i_invoke">'<tt>invoke</tt>' Instruction</a></li>
138           <li><a href="#i_resume">'<tt>resume</tt>'  Instruction</a></li>
139           <li><a href="#i_unreachable">'<tt>unreachable</tt>' Instruction</a></li>
140         </ol>
141       </li>
142       <li><a href="#binaryops">Binary Operations</a>
143         <ol>
144           <li><a href="#i_add">'<tt>add</tt>' Instruction</a></li>
145           <li><a href="#i_fadd">'<tt>fadd</tt>' Instruction</a></li>
146           <li><a href="#i_sub">'<tt>sub</tt>' Instruction</a></li>
147           <li><a href="#i_fsub">'<tt>fsub</tt>' Instruction</a></li>
148           <li><a href="#i_mul">'<tt>mul</tt>' Instruction</a></li>
149           <li><a href="#i_fmul">'<tt>fmul</tt>' Instruction</a></li>
150           <li><a href="#i_udiv">'<tt>udiv</tt>' Instruction</a></li>
151           <li><a href="#i_sdiv">'<tt>sdiv</tt>' Instruction</a></li>
152           <li><a href="#i_fdiv">'<tt>fdiv</tt>' Instruction</a></li>
153           <li><a href="#i_urem">'<tt>urem</tt>' Instruction</a></li>
154           <li><a href="#i_srem">'<tt>srem</tt>' Instruction</a></li>
155           <li><a href="#i_frem">'<tt>frem</tt>' Instruction</a></li>
156         </ol>
157       </li>
158       <li><a href="#bitwiseops">Bitwise Binary Operations</a>
159         <ol>
160           <li><a href="#i_shl">'<tt>shl</tt>' Instruction</a></li>
161           <li><a href="#i_lshr">'<tt>lshr</tt>' Instruction</a></li>
162           <li><a href="#i_ashr">'<tt>ashr</tt>' Instruction</a></li>
163           <li><a href="#i_and">'<tt>and</tt>' Instruction</a></li>
164           <li><a href="#i_or">'<tt>or</tt>'  Instruction</a></li>
165           <li><a href="#i_xor">'<tt>xor</tt>' Instruction</a></li>
166         </ol>
167       </li>
168       <li><a href="#vectorops">Vector Operations</a>
169         <ol>
170           <li><a href="#i_extractelement">'<tt>extractelement</tt>' Instruction</a></li>
171           <li><a href="#i_insertelement">'<tt>insertelement</tt>' Instruction</a></li>
172           <li><a href="#i_shufflevector">'<tt>shufflevector</tt>' Instruction</a></li>
173         </ol>
174       </li>
175       <li><a href="#aggregateops">Aggregate Operations</a>
176         <ol>
177           <li><a href="#i_extractvalue">'<tt>extractvalue</tt>' Instruction</a></li>
178           <li><a href="#i_insertvalue">'<tt>insertvalue</tt>' Instruction</a></li>
179         </ol>
180       </li>
181       <li><a href="#memoryops">Memory Access and Addressing Operations</a>
182         <ol>
183           <li><a href="#i_alloca">'<tt>alloca</tt>' Instruction</a></li>
184          <li><a href="#i_load">'<tt>load</tt>' Instruction</a></li>
185          <li><a href="#i_store">'<tt>store</tt>' Instruction</a></li>
186          <li><a href="#i_fence">'<tt>fence</tt>' Instruction</a></li>
187          <li><a href="#i_cmpxchg">'<tt>cmpxchg</tt>' Instruction</a></li>
188          <li><a href="#i_atomicrmw">'<tt>atomicrmw</tt>' Instruction</a></li>
189          <li><a href="#i_getelementptr">'<tt>getelementptr</tt>' Instruction</a></li>
190         </ol>
191       </li>
192       <li><a href="#convertops">Conversion Operations</a>
193         <ol>
194           <li><a href="#i_trunc">'<tt>trunc .. to</tt>' Instruction</a></li>
195           <li><a href="#i_zext">'<tt>zext .. to</tt>' Instruction</a></li>
196           <li><a href="#i_sext">'<tt>sext .. to</tt>' Instruction</a></li>
197           <li><a href="#i_fptrunc">'<tt>fptrunc .. to</tt>' Instruction</a></li>
198           <li><a href="#i_fpext">'<tt>fpext .. to</tt>' Instruction</a></li>
199           <li><a href="#i_fptoui">'<tt>fptoui .. to</tt>' Instruction</a></li>
200           <li><a href="#i_fptosi">'<tt>fptosi .. to</tt>' Instruction</a></li>
201           <li><a href="#i_uitofp">'<tt>uitofp .. to</tt>' Instruction</a></li>
202           <li><a href="#i_sitofp">'<tt>sitofp .. to</tt>' Instruction</a></li>
203           <li><a href="#i_ptrtoint">'<tt>ptrtoint .. to</tt>' Instruction</a></li>
204           <li><a href="#i_inttoptr">'<tt>inttoptr .. to</tt>' Instruction</a></li>
205           <li><a href="#i_bitcast">'<tt>bitcast .. to</tt>' Instruction</a></li>
206         </ol>
207       </li>
208       <li><a href="#otherops">Other Operations</a>
209         <ol>
210           <li><a href="#i_icmp">'<tt>icmp</tt>' Instruction</a></li>
211           <li><a href="#i_fcmp">'<tt>fcmp</tt>' Instruction</a></li>
212           <li><a href="#i_phi">'<tt>phi</tt>'   Instruction</a></li>
213           <li><a href="#i_select">'<tt>select</tt>' Instruction</a></li>
214           <li><a href="#i_call">'<tt>call</tt>'  Instruction</a></li>
215           <li><a href="#i_va_arg">'<tt>va_arg</tt>'  Instruction</a></li>
216           <li><a href="#i_landingpad">'<tt>landingpad</tt>' Instruction</a></li>
217         </ol>
218       </li>
219     </ol>
220   </li>
221   <li><a href="#intrinsics">Intrinsic Functions</a>
222     <ol>
223       <li><a href="#int_varargs">Variable Argument Handling Intrinsics</a>
224         <ol>
225           <li><a href="#int_va_start">'<tt>llvm.va_start</tt>' Intrinsic</a></li>
226           <li><a href="#int_va_end">'<tt>llvm.va_end</tt>'   Intrinsic</a></li>
227           <li><a href="#int_va_copy">'<tt>llvm.va_copy</tt>'  Intrinsic</a></li>
228         </ol>
229       </li>
230       <li><a href="#int_gc">Accurate Garbage Collection Intrinsics</a>
231         <ol>
232           <li><a href="#int_gcroot">'<tt>llvm.gcroot</tt>' Intrinsic</a></li>
233           <li><a href="#int_gcread">'<tt>llvm.gcread</tt>' Intrinsic</a></li>
234           <li><a href="#int_gcwrite">'<tt>llvm.gcwrite</tt>' Intrinsic</a></li>
235         </ol>
236       </li>
237       <li><a href="#int_codegen">Code Generator Intrinsics</a>
238         <ol>
239           <li><a href="#int_returnaddress">'<tt>llvm.returnaddress</tt>' Intrinsic</a></li>
240           <li><a href="#int_frameaddress">'<tt>llvm.frameaddress</tt>'   Intrinsic</a></li>
241           <li><a href="#int_stacksave">'<tt>llvm.stacksave</tt>' Intrinsic</a></li>
242           <li><a href="#int_stackrestore">'<tt>llvm.stackrestore</tt>' Intrinsic</a></li>
243           <li><a href="#int_prefetch">'<tt>llvm.prefetch</tt>' Intrinsic</a></li>
244           <li><a href="#int_pcmarker">'<tt>llvm.pcmarker</tt>' Intrinsic</a></li>
245           <li><a href="#int_readcyclecounter">'<tt>llvm.readcyclecounter</tt>' Intrinsic</a></li>
246         </ol>
247       </li>
248       <li><a href="#int_libc">Standard C Library Intrinsics</a>
249         <ol>
250           <li><a href="#int_memcpy">'<tt>llvm.memcpy.*</tt>' Intrinsic</a></li>
251           <li><a href="#int_memmove">'<tt>llvm.memmove.*</tt>' Intrinsic</a></li>
252           <li><a href="#int_memset">'<tt>llvm.memset.*</tt>' Intrinsic</a></li>
253           <li><a href="#int_sqrt">'<tt>llvm.sqrt.*</tt>' Intrinsic</a></li>
254           <li><a href="#int_powi">'<tt>llvm.powi.*</tt>' Intrinsic</a></li>
255           <li><a href="#int_sin">'<tt>llvm.sin.*</tt>' Intrinsic</a></li>
256           <li><a href="#int_cos">'<tt>llvm.cos.*</tt>' Intrinsic</a></li>
257           <li><a href="#int_pow">'<tt>llvm.pow.*</tt>' Intrinsic</a></li>
258           <li><a href="#int_exp">'<tt>llvm.exp.*</tt>' Intrinsic</a></li>
259           <li><a href="#int_exp2">'<tt>llvm.exp2.*</tt>' Intrinsic</a></li>
260           <li><a href="#int_log">'<tt>llvm.log.*</tt>' Intrinsic</a></li>
261           <li><a href="#int_log10">'<tt>llvm.log10.*</tt>' Intrinsic</a></li>
262           <li><a href="#int_log2">'<tt>llvm.log2.*</tt>' Intrinsic</a></li>
263           <li><a href="#int_fma">'<tt>llvm.fma.*</tt>' Intrinsic</a></li>
264           <li><a href="#int_fabs">'<tt>llvm.fabs.*</tt>' Intrinsic</a></li>
265           <li><a href="#int_floor">'<tt>llvm.floor.*</tt>' Intrinsic</a></li>
266           <li><a href="#int_ceil">'<tt>llvm.ceil.*</tt>' Intrinsic</a></li>
267           <li><a href="#int_trunc">'<tt>llvm.trunc.*</tt>' Intrinsic</a></li>
268           <li><a href="#int_rint">'<tt>llvm.rint.*</tt>' Intrinsic</a></li>
269           <li><a href="#int_nearbyint">'<tt>llvm.nearbyint.*</tt>' Intrinsic</a></li>
270         </ol>
271       </li>
272       <li><a href="#int_manip">Bit Manipulation Intrinsics</a>
273         <ol>
274           <li><a href="#int_bswap">'<tt>llvm.bswap.*</tt>' Intrinsics</a></li>
275           <li><a href="#int_ctpop">'<tt>llvm.ctpop.*</tt>' Intrinsic </a></li>
276           <li><a href="#int_ctlz">'<tt>llvm.ctlz.*</tt>' Intrinsic </a></li>
277           <li><a href="#int_cttz">'<tt>llvm.cttz.*</tt>' Intrinsic </a></li>
278         </ol>
279       </li>
280       <li><a href="#int_overflow">Arithmetic with Overflow Intrinsics</a>
281         <ol>
282           <li><a href="#int_sadd_overflow">'<tt>llvm.sadd.with.overflow.*</tt> Intrinsics</a></li>
283           <li><a href="#int_uadd_overflow">'<tt>llvm.uadd.with.overflow.*</tt> Intrinsics</a></li>
284           <li><a href="#int_ssub_overflow">'<tt>llvm.ssub.with.overflow.*</tt> Intrinsics</a></li>
285           <li><a href="#int_usub_overflow">'<tt>llvm.usub.with.overflow.*</tt> Intrinsics</a></li>
286           <li><a href="#int_smul_overflow">'<tt>llvm.smul.with.overflow.*</tt> Intrinsics</a></li>
287           <li><a href="#int_umul_overflow">'<tt>llvm.umul.with.overflow.*</tt> Intrinsics</a></li>
288         </ol>
289       </li>
290       <li><a href="#spec_arithmetic">Specialised Arithmetic Intrinsics</a>
291         <ol>
292           <li><a href="#fmuladd">'<tt>llvm.fmuladd</tt> Intrinsic</a></li>
293         </ol>
294       </li>
295       <li><a href="#int_fp16">Half Precision Floating Point Intrinsics</a>
296         <ol>
297           <li><a href="#int_convert_to_fp16">'<tt>llvm.convert.to.fp16</tt>' Intrinsic</a></li>
298           <li><a href="#int_convert_from_fp16">'<tt>llvm.convert.from.fp16</tt>' Intrinsic</a></li>
299         </ol>
300       </li>
301       <li><a href="#int_debugger">Debugger intrinsics</a></li>
302       <li><a href="#int_eh">Exception Handling intrinsics</a></li>
303       <li><a href="#int_trampoline">Trampoline Intrinsics</a>
304         <ol>
305           <li><a href="#int_it">'<tt>llvm.init.trampoline</tt>' Intrinsic</a></li>
306           <li><a href="#int_at">'<tt>llvm.adjust.trampoline</tt>' Intrinsic</a></li>
307         </ol>
308       </li>
309       <li><a href="#int_memorymarkers">Memory Use Markers</a>
310         <ol>
311           <li><a href="#int_lifetime_start">'<tt>llvm.lifetime.start</tt>' Intrinsic</a></li>
312           <li><a href="#int_lifetime_end">'<tt>llvm.lifetime.end</tt>' Intrinsic</a></li>
313           <li><a href="#int_invariant_start">'<tt>llvm.invariant.start</tt>' Intrinsic</a></li>
314           <li><a href="#int_invariant_end">'<tt>llvm.invariant.end</tt>' Intrinsic</a></li>
315         </ol>
316       </li>
317       <li><a href="#int_general">General intrinsics</a>
318         <ol>
319           <li><a href="#int_var_annotation">
320             '<tt>llvm.var.annotation</tt>' Intrinsic</a></li>
321           <li><a href="#int_annotation">
322             '<tt>llvm.annotation.*</tt>' Intrinsic</a></li>
323           <li><a href="#int_trap">
324             '<tt>llvm.trap</tt>' Intrinsic</a></li>
325           <li><a href="#int_debugtrap">
326             '<tt>llvm.debugtrap</tt>' Intrinsic</a></li>
327           <li><a href="#int_stackprotector">
328             '<tt>llvm.stackprotector</tt>' Intrinsic</a></li>
329           <li><a href="#int_objectsize">
330             '<tt>llvm.objectsize</tt>' Intrinsic</a></li>
331           <li><a href="#int_expect">
332             '<tt>llvm.expect</tt>' Intrinsic</a></li>
333           <li><a href="#int_donothing">
334             '<tt>llvm.donothing</tt>' Intrinsic</a></li>
335         </ol>
336       </li>
337     </ol>
338   </li>
339 </ol>
340
341 <div class="doc_author">
342   <p>Written by <a href="mailto:sabre@nondot.org">Chris Lattner</a>
343             and <a href="mailto:vadve@cs.uiuc.edu">Vikram Adve</a></p>
344 </div>
345
346 <!-- *********************************************************************** -->
347 <h2><a name="abstract">Abstract</a></h2>
348 <!-- *********************************************************************** -->
349
350 <div>
351
352 <p>This document is a reference manual for the LLVM assembly language. LLVM is
353    a Static Single Assignment (SSA) based representation that provides type
354    safety, low-level operations, flexibility, and the capability of representing
355    'all' high-level languages cleanly.  It is the common code representation
356    used throughout all phases of the LLVM compilation strategy.</p>
357
358 </div>
359
360 <!-- *********************************************************************** -->
361 <h2><a name="introduction">Introduction</a></h2>
362 <!-- *********************************************************************** -->
363
364 <div>
365
366 <p>The LLVM code representation is designed to be used in three different forms:
367    as an in-memory compiler IR, as an on-disk bitcode representation (suitable
368    for fast loading by a Just-In-Time compiler), and as a human readable
369    assembly language representation.  This allows LLVM to provide a powerful
370    intermediate representation for efficient compiler transformations and
371    analysis, while providing a natural means to debug and visualize the
372    transformations.  The three different forms of LLVM are all equivalent.  This
373    document describes the human readable representation and notation.</p>
374
375 <p>The LLVM representation aims to be light-weight and low-level while being
376    expressive, typed, and extensible at the same time.  It aims to be a
377    "universal IR" of sorts, by being at a low enough level that high-level ideas
378    may be cleanly mapped to it (similar to how microprocessors are "universal
379    IR's", allowing many source languages to be mapped to them).  By providing
380    type information, LLVM can be used as the target of optimizations: for
381    example, through pointer analysis, it can be proven that a C automatic
382    variable is never accessed outside of the current function, allowing it to
383    be promoted to a simple SSA value instead of a memory location.</p>
384
385 <!-- _______________________________________________________________________ -->
386 <h4>
387   <a name="wellformed">Well-Formedness</a>
388 </h4>
389
390 <div>
391
392 <p>It is important to note that this document describes 'well formed' LLVM
393    assembly language.  There is a difference between what the parser accepts and
394    what is considered 'well formed'.  For example, the following instruction is
395    syntactically okay, but not well formed:</p>
396
397 <pre class="doc_code">
398 %x = <a href="#i_add">add</a> i32 1, %x
399 </pre>
400
401 <p>because the definition of <tt>%x</tt> does not dominate all of its uses. The
402    LLVM infrastructure provides a verification pass that may be used to verify
403    that an LLVM module is well formed.  This pass is automatically run by the
404    parser after parsing input assembly and by the optimizer before it outputs
405    bitcode.  The violations pointed out by the verifier pass indicate bugs in
406    transformation passes or input to the parser.</p>
407
408 </div>
409
410 </div>
411
412 <!-- Describe the typesetting conventions here. -->
413
414 <!-- *********************************************************************** -->
415 <h2><a name="identifiers">Identifiers</a></h2>
416 <!-- *********************************************************************** -->
417
418 <div>
419
420 <p>LLVM identifiers come in two basic types: global and local. Global
421    identifiers (functions, global variables) begin with the <tt>'@'</tt>
422    character. Local identifiers (register names, types) begin with
423    the <tt>'%'</tt> character. Additionally, there are three different formats
424    for identifiers, for different purposes:</p>
425
426 <ol>
427   <li>Named values are represented as a string of characters with their prefix.
428       For example, <tt>%foo</tt>, <tt>@DivisionByZero</tt>,
429       <tt>%a.really.long.identifier</tt>. The actual regular expression used is
430       '<tt>[%@][a-zA-Z$._][a-zA-Z$._0-9]*</tt>'.  Identifiers which require
431       other characters in their names can be surrounded with quotes. Special
432       characters may be escaped using <tt>"\xx"</tt> where <tt>xx</tt> is the
433       ASCII code for the character in hexadecimal.  In this way, any character
434       can be used in a name value, even quotes themselves.</li>
435
436   <li>Unnamed values are represented as an unsigned numeric value with their
437       prefix.  For example, <tt>%12</tt>, <tt>@2</tt>, <tt>%44</tt>.</li>
438
439   <li>Constants, which are described in a <a href="#constants">section about
440       constants</a>, below.</li>
441 </ol>
442
443 <p>LLVM requires that values start with a prefix for two reasons: Compilers
444    don't need to worry about name clashes with reserved words, and the set of
445    reserved words may be expanded in the future without penalty.  Additionally,
446    unnamed identifiers allow a compiler to quickly come up with a temporary
447    variable without having to avoid symbol table conflicts.</p>
448
449 <p>Reserved words in LLVM are very similar to reserved words in other
450    languages. There are keywords for different opcodes
451    ('<tt><a href="#i_add">add</a></tt>',
452    '<tt><a href="#i_bitcast">bitcast</a></tt>',
453    '<tt><a href="#i_ret">ret</a></tt>', etc...), for primitive type names
454    ('<tt><a href="#t_void">void</a></tt>',
455    '<tt><a href="#t_primitive">i32</a></tt>', etc...), and others.  These
456    reserved words cannot conflict with variable names, because none of them
457    start with a prefix character (<tt>'%'</tt> or <tt>'@'</tt>).</p>
458
459 <p>Here is an example of LLVM code to multiply the integer variable
460    '<tt>%X</tt>' by 8:</p>
461
462 <p>The easy way:</p>
463
464 <pre class="doc_code">
465 %result = <a href="#i_mul">mul</a> i32 %X, 8
466 </pre>
467
468 <p>After strength reduction:</p>
469
470 <pre class="doc_code">
471 %result = <a href="#i_shl">shl</a> i32 %X, i8 3
472 </pre>
473
474 <p>And the hard way:</p>
475
476 <pre class="doc_code">
477 %0 = <a href="#i_add">add</a> i32 %X, %X           <i>; yields {i32}:%0</i>
478 %1 = <a href="#i_add">add</a> i32 %0, %0           <i>; yields {i32}:%1</i>
479 %result = <a href="#i_add">add</a> i32 %1, %1
480 </pre>
481
482 <p>This last way of multiplying <tt>%X</tt> by 8 illustrates several important
483    lexical features of LLVM:</p>
484
485 <ol>
486   <li>Comments are delimited with a '<tt>;</tt>' and go until the end of
487       line.</li>
488
489   <li>Unnamed temporaries are created when the result of a computation is not
490       assigned to a named value.</li>
491
492   <li>Unnamed temporaries are numbered sequentially</li>
493 </ol>
494
495 <p>It also shows a convention that we follow in this document.  When
496    demonstrating instructions, we will follow an instruction with a comment that
497    defines the type and name of value produced.  Comments are shown in italic
498    text.</p>
499
500 </div>
501
502 <!-- *********************************************************************** -->
503 <h2><a name="highlevel">High Level Structure</a></h2>
504 <!-- *********************************************************************** -->
505 <div>
506 <!-- ======================================================================= -->
507 <h3>
508   <a name="modulestructure">Module Structure</a>
509 </h3>
510
511 <div>
512
513 <p>LLVM programs are composed of <tt>Module</tt>s, each of which is a
514    translation unit of the input programs.  Each module consists of functions,
515    global variables, and symbol table entries.  Modules may be combined together
516    with the LLVM linker, which merges function (and global variable)
517    definitions, resolves forward declarations, and merges symbol table
518    entries. Here is an example of the "hello world" module:</p>
519
520 <pre class="doc_code">
521 <i>; Declare the string constant as a global constant.</i>&nbsp;
522 <a href="#identifiers">@.str</a> = <a href="#linkage_private">private</a>&nbsp;<a href="#globalvars">unnamed_addr</a>&nbsp;<a href="#globalvars">constant</a>&nbsp;<a href="#t_array">[13 x i8]</a> c"hello world\0A\00"&nbsp;
523
524 <i>; External declaration of the puts function</i>&nbsp;
525 <a href="#functionstructure">declare</a> i32 @puts(i8* <a href="#nocapture">nocapture</a>) <a href="#fnattrs">nounwind</a>&nbsp;
526
527 <i>; Definition of main function</i>
528 define i32 @main() {   <i>; i32()* </i>&nbsp;
529   <i>; Convert [13 x i8]* to i8  *...</i>&nbsp;
530   %cast210 = <a href="#i_getelementptr">getelementptr</a> [13 x i8]* @.str, i64 0, i64 0
531
532   <i>; Call puts function to write out the string to stdout.</i>&nbsp;
533   <a href="#i_call">call</a> i32 @puts(i8* %cast210)
534   <a href="#i_ret">ret</a> i32 0&nbsp;
535 }
536
537 <i>; Named metadata</i>
538 !1 = metadata !{i32 42}
539 !foo = !{!1, null}
540 </pre>
541
542 <p>This example is made up of a <a href="#globalvars">global variable</a> named
543    "<tt>.str</tt>", an external declaration of the "<tt>puts</tt>" function,
544    a <a href="#functionstructure">function definition</a> for
545    "<tt>main</tt>" and <a href="#namedmetadatastructure">named metadata</a>
546    "<tt>foo</tt>".</p>
547
548 <p>In general, a module is made up of a list of global values (where both
549    functions and global variables are global values). Global values are
550    represented by a pointer to a memory location (in this case, a pointer to an
551    array of char, and a pointer to a function), and have one of the
552    following <a href="#linkage">linkage types</a>.</p>
553
554 </div>
555
556 <!-- ======================================================================= -->
557 <h3>
558   <a name="linkage">Linkage Types</a>
559 </h3>
560
561 <div>
562
563 <p>All Global Variables and Functions have one of the following types of
564    linkage:</p>
565
566 <dl>
567   <dt><tt><b><a name="linkage_private">private</a></b></tt></dt>
568   <dd>Global values with "<tt>private</tt>" linkage are only directly accessible
569       by objects in the current module. In particular, linking code into a
570       module with an private global value may cause the private to be renamed as
571       necessary to avoid collisions.  Because the symbol is private to the
572       module, all references can be updated. This doesn't show up in any symbol
573       table in the object file.</dd>
574
575   <dt><tt><b><a name="linkage_linker_private">linker_private</a></b></tt></dt>
576   <dd>Similar to <tt>private</tt>, but the symbol is passed through the
577       assembler and evaluated by the linker. Unlike normal strong symbols, they
578       are removed by the linker from the final linked image (executable or
579       dynamic library).</dd>
580
581   <dt><tt><b><a name="linkage_linker_private_weak">linker_private_weak</a></b></tt></dt>
582   <dd>Similar to "<tt>linker_private</tt>", but the symbol is weak. Note that
583       <tt>linker_private_weak</tt> symbols are subject to coalescing by the
584       linker. The symbols are removed by the linker from the final linked image
585       (executable or dynamic library).</dd>
586
587   <dt><tt><b><a name="linkage_internal">internal</a></b></tt></dt>
588   <dd>Similar to private, but the value shows as a local symbol
589       (<tt>STB_LOCAL</tt> in the case of ELF) in the object file. This
590       corresponds to the notion of the '<tt>static</tt>' keyword in C.</dd>
591
592   <dt><tt><b><a name="linkage_available_externally">available_externally</a></b></tt></dt>
593   <dd>Globals with "<tt>available_externally</tt>" linkage are never emitted
594       into the object file corresponding to the LLVM module.  They exist to
595       allow inlining and other optimizations to take place given knowledge of
596       the definition of the global, which is known to be somewhere outside the
597       module.  Globals with <tt>available_externally</tt> linkage are allowed to
598       be discarded at will, and are otherwise the same as <tt>linkonce_odr</tt>.
599       This linkage type is only allowed on definitions, not declarations.</dd>
600
601   <dt><tt><b><a name="linkage_linkonce">linkonce</a></b></tt></dt>
602   <dd>Globals with "<tt>linkonce</tt>" linkage are merged with other globals of
603       the same name when linkage occurs.  This can be used to implement
604       some forms of inline functions, templates, or other code which must be
605       generated in each translation unit that uses it, but where the body may
606       be overridden with a more definitive definition later.  Unreferenced
607       <tt>linkonce</tt> globals are allowed to be discarded.  Note that
608       <tt>linkonce</tt> linkage does not actually allow the optimizer to
609       inline the body of this function into callers because it doesn't know if
610       this definition of the function is the definitive definition within the
611       program or whether it will be overridden by a stronger definition.
612       To enable inlining and other optimizations, use "<tt>linkonce_odr</tt>"
613       linkage.</dd>
614
615   <dt><tt><b><a name="linkage_weak">weak</a></b></tt></dt>
616   <dd>"<tt>weak</tt>" linkage has the same merging semantics as
617       <tt>linkonce</tt> linkage, except that unreferenced globals with
618       <tt>weak</tt> linkage may not be discarded.  This is used for globals that
619       are declared "weak" in C source code.</dd>
620
621   <dt><tt><b><a name="linkage_common">common</a></b></tt></dt>
622   <dd>"<tt>common</tt>" linkage is most similar to "<tt>weak</tt>" linkage, but
623       they are used for tentative definitions in C, such as "<tt>int X;</tt>" at
624       global scope.
625       Symbols with "<tt>common</tt>" linkage are merged in the same way as
626       <tt>weak symbols</tt>, and they may not be deleted if unreferenced.
627       <tt>common</tt> symbols may not have an explicit section,
628       must have a zero initializer, and may not be marked '<a
629       href="#globalvars"><tt>constant</tt></a>'.  Functions and aliases may not
630       have common linkage.</dd>
631
632
633   <dt><tt><b><a name="linkage_appending">appending</a></b></tt></dt>
634   <dd>"<tt>appending</tt>" linkage may only be applied to global variables of
635       pointer to array type.  When two global variables with appending linkage
636       are linked together, the two global arrays are appended together.  This is
637       the LLVM, typesafe, equivalent of having the system linker append together
638       "sections" with identical names when .o files are linked.</dd>
639
640   <dt><tt><b><a name="linkage_externweak">extern_weak</a></b></tt></dt>
641   <dd>The semantics of this linkage follow the ELF object file model: the symbol
642       is weak until linked, if not linked, the symbol becomes null instead of
643       being an undefined reference.</dd>
644
645   <dt><tt><b><a name="linkage_linkonce_odr">linkonce_odr</a></b></tt></dt>
646   <dt><tt><b><a name="linkage_weak_odr">weak_odr</a></b></tt></dt>
647   <dd>Some languages allow differing globals to be merged, such as two functions
648       with different semantics.  Other languages, such as <tt>C++</tt>, ensure
649       that only equivalent globals are ever merged (the "one definition rule"
650       &mdash; "ODR").  Such languages can use the <tt>linkonce_odr</tt>
651       and <tt>weak_odr</tt> linkage types to indicate that the global will only
652       be merged with equivalent globals.  These linkage types are otherwise the
653       same as their non-<tt>odr</tt> versions.</dd>
654
655   <dt><tt><b><a name="linkage_linkonce_odr_auto_hide">linkonce_odr_auto_hide</a></b></tt></dt>
656   <dd>Similar to "<tt>linkonce_odr</tt>", but nothing in the translation unit
657       takes the address of this definition. For instance, functions that had an
658       inline definition, but the compiler decided not to inline it.
659       <tt>linkonce_odr_auto_hide</tt> may have only <tt>default</tt> visibility.
660       The symbols are removed by the linker from the final linked image
661       (executable or dynamic library).</dd>
662
663   <dt><tt><b><a name="linkage_external">external</a></b></tt></dt>
664   <dd>If none of the above identifiers are used, the global is externally
665       visible, meaning that it participates in linkage and can be used to
666       resolve external symbol references.</dd>
667 </dl>
668
669 <p>The next two types of linkage are targeted for Microsoft Windows platform
670    only. They are designed to support importing (exporting) symbols from (to)
671    DLLs (Dynamic Link Libraries).</p>
672
673 <dl>
674   <dt><tt><b><a name="linkage_dllimport">dllimport</a></b></tt></dt>
675   <dd>"<tt>dllimport</tt>" linkage causes the compiler to reference a function
676       or variable via a global pointer to a pointer that is set up by the DLL
677       exporting the symbol. On Microsoft Windows targets, the pointer name is
678       formed by combining <code>__imp_</code> and the function or variable
679       name.</dd>
680
681   <dt><tt><b><a name="linkage_dllexport">dllexport</a></b></tt></dt>
682   <dd>"<tt>dllexport</tt>" linkage causes the compiler to provide a global
683       pointer to a pointer in a DLL, so that it can be referenced with the
684       <tt>dllimport</tt> attribute. On Microsoft Windows targets, the pointer
685       name is formed by combining <code>__imp_</code> and the function or
686       variable name.</dd>
687 </dl>
688
689 <p>For example, since the "<tt>.LC0</tt>" variable is defined to be internal, if
690    another module defined a "<tt>.LC0</tt>" variable and was linked with this
691    one, one of the two would be renamed, preventing a collision.  Since
692    "<tt>main</tt>" and "<tt>puts</tt>" are external (i.e., lacking any linkage
693    declarations), they are accessible outside of the current module.</p>
694
695 <p>It is illegal for a function <i>declaration</i> to have any linkage type
696    other than <tt>external</tt>, <tt>dllimport</tt>
697   or <tt>extern_weak</tt>.</p>
698
699 <p>Aliases can have only <tt>external</tt>, <tt>internal</tt>, <tt>weak</tt>
700    or <tt>weak_odr</tt> linkages.</p>
701
702 </div>
703
704 <!-- ======================================================================= -->
705 <h3>
706   <a name="callingconv">Calling Conventions</a>
707 </h3>
708
709 <div>
710
711 <p>LLVM <a href="#functionstructure">functions</a>, <a href="#i_call">calls</a>
712    and <a href="#i_invoke">invokes</a> can all have an optional calling
713    convention specified for the call.  The calling convention of any pair of
714    dynamic caller/callee must match, or the behavior of the program is
715    undefined.  The following calling conventions are supported by LLVM, and more
716    may be added in the future:</p>
717
718 <dl>
719   <dt><b>"<tt>ccc</tt>" - The C calling convention</b>:</dt>
720   <dd>This calling convention (the default if no other calling convention is
721       specified) matches the target C calling conventions.  This calling
722       convention supports varargs function calls and tolerates some mismatch in
723       the declared prototype and implemented declaration of the function (as
724       does normal C).</dd>
725
726   <dt><b>"<tt>fastcc</tt>" - The fast calling convention</b>:</dt>
727   <dd>This calling convention attempts to make calls as fast as possible
728       (e.g. by passing things in registers).  This calling convention allows the
729       target to use whatever tricks it wants to produce fast code for the
730       target, without having to conform to an externally specified ABI
731       (Application Binary Interface).
732       <a href="CodeGenerator.html#id80">Tail calls can only be optimized
733       when this, the GHC or the HiPE convention is used.</a> This calling
734       convention does not support varargs and requires the prototype of all
735       callees to exactly match the prototype of the function definition.</dd>
736
737   <dt><b>"<tt>coldcc</tt>" - The cold calling convention</b>:</dt>
738   <dd>This calling convention attempts to make code in the caller as efficient
739       as possible under the assumption that the call is not commonly executed.
740       As such, these calls often preserve all registers so that the call does
741       not break any live ranges in the caller side.  This calling convention
742       does not support varargs and requires the prototype of all callees to
743       exactly match the prototype of the function definition.</dd>
744
745   <dt><b>"<tt>cc <em>10</em></tt>" - GHC convention</b>:</dt>
746   <dd>This calling convention has been implemented specifically for use by the
747       <a href="http://www.haskell.org/ghc">Glasgow Haskell Compiler (GHC)</a>.
748       It passes everything in registers, going to extremes to achieve this by
749       disabling callee save registers. This calling convention should not be
750       used lightly but only for specific situations such as an alternative to
751       the <em>register pinning</em> performance technique often used when
752       implementing functional programming languages. At the moment only X86
753       supports this convention and it has the following limitations:
754       <ul>
755         <li>On <em>X86-32</em> only supports up to 4 bit type parameters. No
756             floating point types are supported.</li>
757         <li>On <em>X86-64</em> only supports up to 10 bit type parameters and
758             6 floating point parameters.</li>
759       </ul>
760       This calling convention supports
761       <a href="CodeGenerator.html#id80">tail call optimization</a> but
762       requires both the caller and callee are using it.
763   </dd>
764
765   <dt><b>"<tt>cc <em>11</em></tt>" - The HiPE calling convention</b>:</dt>
766   <dd>This calling convention has been implemented specifically for use by the
767       <a href="http://www.it.uu.se/research/group/hipe/">High-Performance Erlang
768       (HiPE)</a> compiler, <em>the</em> native code compiler of the
769       <a href="http://www.erlang.org/download.shtml">Ericsson's Open Source
770       Erlang/OTP system</a>. It uses more registers for argument passing than
771       the ordinary C calling convention and defines no callee-saved registers.
772       The calling convention properly supports
773       <a href="CodeGenerator.html#id80">tail call optimization</a> but requires
774       that both the caller and the callee use it. It uses a <em>register
775       pinning</em> mechanism, similar to GHC's convention, for keeping
776       frequently accessed runtime components pinned to specific hardware
777       registers. At the moment only X86 supports this convention (both 32 and 64
778       bit).</dd>
779
780   <dt><b>"<tt>cc &lt;<em>n</em>&gt;</tt>" - Numbered convention</b>:</dt>
781   <dd>Any calling convention may be specified by number, allowing
782       target-specific calling conventions to be used.  Target specific calling
783       conventions start at 64.</dd>
784 </dl>
785
786 <p>More calling conventions can be added/defined on an as-needed basis, to
787    support Pascal conventions or any other well-known target-independent
788    convention.</p>
789
790 </div>
791
792 <!-- ======================================================================= -->
793 <h3>
794   <a name="visibility">Visibility Styles</a>
795 </h3>
796
797 <div>
798
799 <p>All Global Variables and Functions have one of the following visibility
800    styles:</p>
801
802 <dl>
803   <dt><b>"<tt>default</tt>" - Default style</b>:</dt>
804   <dd>On targets that use the ELF object file format, default visibility means
805       that the declaration is visible to other modules and, in shared libraries,
806       means that the declared entity may be overridden. On Darwin, default
807       visibility means that the declaration is visible to other modules. Default
808       visibility corresponds to "external linkage" in the language.</dd>
809
810   <dt><b>"<tt>hidden</tt>" - Hidden style</b>:</dt>
811   <dd>Two declarations of an object with hidden visibility refer to the same
812       object if they are in the same shared object. Usually, hidden visibility
813       indicates that the symbol will not be placed into the dynamic symbol
814       table, so no other module (executable or shared library) can reference it
815       directly.</dd>
816
817   <dt><b>"<tt>protected</tt>" - Protected style</b>:</dt>
818   <dd>On ELF, protected visibility indicates that the symbol will be placed in
819       the dynamic symbol table, but that references within the defining module
820       will bind to the local symbol. That is, the symbol cannot be overridden by
821       another module.</dd>
822 </dl>
823
824 </div>
825
826 <!-- ======================================================================= -->
827 <h3>
828   <a name="namedtypes">Named Types</a>
829 </h3>
830
831 <div>
832
833 <p>LLVM IR allows you to specify name aliases for certain types.  This can make
834    it easier to read the IR and make the IR more condensed (particularly when
835    recursive types are involved).  An example of a name specification is:</p>
836
837 <pre class="doc_code">
838 %mytype = type { %mytype*, i32 }
839 </pre>
840
841 <p>You may give a name to any <a href="#typesystem">type</a> except
842    "<a href="#t_void">void</a>".  Type name aliases may be used anywhere a type
843    is expected with the syntax "%mytype".</p>
844
845 <p>Note that type names are aliases for the structural type that they indicate,
846    and that you can therefore specify multiple names for the same type.  This
847    often leads to confusing behavior when dumping out a .ll file.  Since LLVM IR
848    uses structural typing, the name is not part of the type.  When printing out
849    LLVM IR, the printer will pick <em>one name</em> to render all types of a
850    particular shape.  This means that if you have code where two different
851    source types end up having the same LLVM type, that the dumper will sometimes
852    print the "wrong" or unexpected type.  This is an important design point and
853    isn't going to change.</p>
854
855 </div>
856
857 <!-- ======================================================================= -->
858 <h3>
859   <a name="globalvars">Global Variables</a>
860 </h3>
861
862 <div>
863
864 <p>Global variables define regions of memory allocated at compilation time
865    instead of run-time.  Global variables may optionally be initialized, may
866    have an explicit section to be placed in, and may have an optional explicit
867    alignment specified.</p>
868
869 <p>A variable may be defined as <tt>thread_local</tt>, which
870    means that it will not be shared by threads (each thread will have a
871    separated copy of the variable).  Not all targets support thread-local
872    variables.  Optionally, a TLS model may be specified:</p>
873
874 <dl>
875   <dt><b><tt>localdynamic</tt></b>:</dt>
876   <dd>For variables that are only used within the current shared library.</dd>
877
878   <dt><b><tt>initialexec</tt></b>:</dt>
879   <dd>For variables in modules that will not be loaded dynamically.</dd>
880
881   <dt><b><tt>localexec</tt></b>:</dt>
882   <dd>For variables defined in the executable and only used within it.</dd>
883 </dl>
884
885 <p>The models correspond to the ELF TLS models; see
886    <a href="http://people.redhat.com/drepper/tls.pdf">ELF
887    Handling For Thread-Local Storage</a> for more information on under which
888    circumstances the different models may be used.  The target may choose a
889    different TLS model if the specified model is not supported, or if a better
890    choice of model can be made.</p>
891
892 <p>A variable may be defined as a global
893    "constant," which indicates that the contents of the variable
894    will <b>never</b> be modified (enabling better optimization, allowing the
895    global data to be placed in the read-only section of an executable, etc).
896    Note that variables that need runtime initialization cannot be marked
897    "constant" as there is a store to the variable.</p>
898
899 <p>LLVM explicitly allows <em>declarations</em> of global variables to be marked
900    constant, even if the final definition of the global is not.  This capability
901    can be used to enable slightly better optimization of the program, but
902    requires the language definition to guarantee that optimizations based on the
903    'constantness' are valid for the translation units that do not include the
904    definition.</p>
905
906 <p>As SSA values, global variables define pointer values that are in scope
907    (i.e. they dominate) all basic blocks in the program.  Global variables
908    always define a pointer to their "content" type because they describe a
909    region of memory, and all memory objects in LLVM are accessed through
910    pointers.</p>
911
912 <p>Global variables can be marked with <tt>unnamed_addr</tt> which indicates
913   that the address is not significant, only the content. Constants marked
914   like this can be merged with other constants if they have the same
915   initializer. Note that a constant with significant address <em>can</em>
916   be merged with a <tt>unnamed_addr</tt> constant, the result being a
917   constant whose address is significant.</p>
918
919 <p>A global variable may be declared to reside in a target-specific numbered
920    address space. For targets that support them, address spaces may affect how
921    optimizations are performed and/or what target instructions are used to
922    access the variable. The default address space is zero. The address space
923    qualifier must precede any other attributes.</p>
924
925 <p>LLVM allows an explicit section to be specified for globals.  If the target
926    supports it, it will emit globals to the section specified.</p>
927
928 <p>An explicit alignment may be specified for a global, which must be a power
929    of 2.  If not present, or if the alignment is set to zero, the alignment of
930    the global is set by the target to whatever it feels convenient.  If an
931    explicit alignment is specified, the global is forced to have exactly that
932    alignment.  Targets and optimizers are not allowed to over-align the global
933    if the global has an assigned section.  In this case, the extra alignment
934    could be observable: for example, code could assume that the globals are
935    densely packed in their section and try to iterate over them as an array,
936    alignment padding would break this iteration.</p>
937
938 <p>For example, the following defines a global in a numbered address space with
939    an initializer, section, and alignment:</p>
940
941 <pre class="doc_code">
942 @G = addrspace(5) constant float 1.0, section "foo", align 4
943 </pre>
944
945 <p>The following example defines a thread-local global with
946    the <tt>initialexec</tt> TLS model:</p>
947
948 <pre class="doc_code">
949 @G = thread_local(initialexec) global i32 0, align 4
950 </pre>
951
952 </div>
953
954
955 <!-- ======================================================================= -->
956 <h3>
957   <a name="functionstructure">Functions</a>
958 </h3>
959
960 <div>
961
962 <p>LLVM function definitions consist of the "<tt>define</tt>" keyword, an
963    optional <a href="#linkage">linkage type</a>, an optional
964    <a href="#visibility">visibility style</a>, an optional
965    <a href="#callingconv">calling convention</a>,
966    an optional <tt>unnamed_addr</tt> attribute, a return type, an optional
967    <a href="#paramattrs">parameter attribute</a> for the return type, a function
968    name, a (possibly empty) argument list (each with optional
969    <a href="#paramattrs">parameter attributes</a>), optional
970    <a href="#fnattrs">function attributes</a>, an optional section, an optional
971    alignment, an optional <a href="#gc">garbage collector name</a>, an opening
972    curly brace, a list of basic blocks, and a closing curly brace.</p>
973
974 <p>LLVM function declarations consist of the "<tt>declare</tt>" keyword, an
975    optional <a href="#linkage">linkage type</a>, an optional
976    <a href="#visibility">visibility style</a>, an optional
977    <a href="#callingconv">calling convention</a>,
978    an optional <tt>unnamed_addr</tt> attribute, a return type, an optional
979    <a href="#paramattrs">parameter attribute</a> for the return type, a function
980    name, a possibly empty list of arguments, an optional alignment, and an
981    optional <a href="#gc">garbage collector name</a>.</p>
982
983 <p>A function definition contains a list of basic blocks, forming the CFG
984    (Control Flow Graph) for the function.  Each basic block may optionally start
985    with a label (giving the basic block a symbol table entry), contains a list
986    of instructions, and ends with a <a href="#terminators">terminator</a>
987    instruction (such as a branch or function return).</p>
988
989 <p>The first basic block in a function is special in two ways: it is immediately
990    executed on entrance to the function, and it is not allowed to have
991    predecessor basic blocks (i.e. there can not be any branches to the entry
992    block of a function).  Because the block can have no predecessors, it also
993    cannot have any <a href="#i_phi">PHI nodes</a>.</p>
994
995 <p>LLVM allows an explicit section to be specified for functions.  If the target
996    supports it, it will emit functions to the section specified.</p>
997
998 <p>An explicit alignment may be specified for a function.  If not present, or if
999    the alignment is set to zero, the alignment of the function is set by the
1000    target to whatever it feels convenient.  If an explicit alignment is
1001    specified, the function is forced to have at least that much alignment.  All
1002    alignments must be a power of 2.</p>
1003
1004 <p>If the <tt>unnamed_addr</tt> attribute is given, the address is know to not
1005    be significant and two identical functions can be merged.</p>
1006
1007 <h5>Syntax:</h5>
1008 <pre class="doc_code">
1009 define [<a href="#linkage">linkage</a>] [<a href="#visibility">visibility</a>]
1010        [<a href="#callingconv">cconv</a>] [<a href="#paramattrs">ret attrs</a>]
1011        &lt;ResultType&gt; @&lt;FunctionName&gt; ([argument list])
1012        [<a href="#fnattrs">fn Attrs</a>] [section "name"] [align N]
1013        [<a href="#gc">gc</a>] { ... }
1014 </pre>
1015
1016 </div>
1017
1018 <!-- ======================================================================= -->
1019 <h3>
1020   <a name="aliasstructure">Aliases</a>
1021 </h3>
1022
1023 <div>
1024
1025 <p>Aliases act as "second name" for the aliasee value (which can be either
1026    function, global variable, another alias or bitcast of global value). Aliases
1027    may have an optional <a href="#linkage">linkage type</a>, and an
1028    optional <a href="#visibility">visibility style</a>.</p>
1029
1030 <h5>Syntax:</h5>
1031 <pre class="doc_code">
1032 @&lt;Name&gt; = alias [Linkage] [Visibility] &lt;AliaseeTy&gt; @&lt;Aliasee&gt;
1033 </pre>
1034
1035 </div>
1036
1037 <!-- ======================================================================= -->
1038 <h3>
1039   <a name="namedmetadatastructure">Named Metadata</a>
1040 </h3>
1041
1042 <div>
1043
1044 <p>Named metadata is a collection of metadata. <a href="#metadata">Metadata
1045    nodes</a> (but not metadata strings) are the only valid operands for
1046    a named metadata.</p>
1047
1048 <h5>Syntax:</h5>
1049 <pre class="doc_code">
1050 ; Some unnamed metadata nodes, which are referenced by the named metadata.
1051 !0 = metadata !{metadata !"zero"}
1052 !1 = metadata !{metadata !"one"}
1053 !2 = metadata !{metadata !"two"}
1054 ; A named metadata.
1055 !name = !{!0, !1, !2}
1056 </pre>
1057
1058 </div>
1059
1060 <!-- ======================================================================= -->
1061 <h3>
1062   <a name="paramattrs">Parameter Attributes</a>
1063 </h3>
1064
1065 <div>
1066
1067 <p>The return type and each parameter of a function type may have a set of
1068    <i>parameter attributes</i> associated with them. Parameter attributes are
1069    used to communicate additional information about the result or parameters of
1070    a function. Parameter attributes are considered to be part of the function,
1071    not of the function type, so functions with different parameter attributes
1072    can have the same function type.</p>
1073
1074 <p>Parameter attributes are simple keywords that follow the type specified. If
1075    multiple parameter attributes are needed, they are space separated. For
1076    example:</p>
1077
1078 <pre class="doc_code">
1079 declare i32 @printf(i8* noalias nocapture, ...)
1080 declare i32 @atoi(i8 zeroext)
1081 declare signext i8 @returns_signed_char()
1082 </pre>
1083
1084 <p>Note that any attributes for the function result (<tt>nounwind</tt>,
1085    <tt>readonly</tt>) come immediately after the argument list.</p>
1086
1087 <p>Currently, only the following parameter attributes are defined:</p>
1088
1089 <dl>
1090   <dt><tt><b>zeroext</b></tt></dt>
1091   <dd>This indicates to the code generator that the parameter or return value
1092       should be zero-extended to the extent required by the target's ABI (which
1093       is usually 32-bits, but is 8-bits for a i1 on x86-64) by the caller (for a
1094       parameter) or the callee (for a return value).</dd>
1095
1096   <dt><tt><b>signext</b></tt></dt>
1097   <dd>This indicates to the code generator that the parameter or return value
1098       should be sign-extended to the extent required by the target's ABI (which
1099       is usually 32-bits) by the caller (for a parameter) or the callee (for a
1100       return value).</dd>
1101
1102   <dt><tt><b>inreg</b></tt></dt>
1103   <dd>This indicates that this parameter or return value should be treated in a
1104       special target-dependent fashion during while emitting code for a function
1105       call or return (usually, by putting it in a register as opposed to memory,
1106       though some targets use it to distinguish between two different kinds of
1107       registers).  Use of this attribute is target-specific.</dd>
1108
1109   <dt><tt><b><a name="byval">byval</a></b></tt></dt>
1110   <dd><p>This indicates that the pointer parameter should really be passed by
1111       value to the function.  The attribute implies that a hidden copy of the
1112       pointee
1113       is made between the caller and the callee, so the callee is unable to
1114       modify the value in the caller.  This attribute is only valid on LLVM
1115       pointer arguments.  It is generally used to pass structs and arrays by
1116       value, but is also valid on pointers to scalars.  The copy is considered
1117       to belong to the caller not the callee (for example,
1118       <tt><a href="#readonly">readonly</a></tt> functions should not write to
1119       <tt>byval</tt> parameters). This is not a valid attribute for return
1120       values.</p>
1121
1122       <p>The byval attribute also supports specifying an alignment with
1123       the align attribute.  It indicates the alignment of the stack slot to
1124       form and the known alignment of the pointer specified to the call site. If
1125       the alignment is not specified, then the code generator makes a
1126       target-specific assumption.</p></dd>
1127
1128   <dt><tt><b><a name="sret">sret</a></b></tt></dt>
1129   <dd>This indicates that the pointer parameter specifies the address of a
1130       structure that is the return value of the function in the source program.
1131       This pointer must be guaranteed by the caller to be valid: loads and
1132       stores to the structure may be assumed by the callee to not to trap and
1133       to be properly aligned.  This may only be applied to the first parameter.
1134       This is not a valid attribute for return values. </dd>
1135
1136   <dt><tt><b><a name="noalias">noalias</a></b></tt></dt>
1137   <dd>This indicates that pointer values
1138       <a href="#pointeraliasing"><i>based</i></a> on the argument or return
1139       value do not alias pointer values which are not <i>based</i> on it,
1140       ignoring certain "irrelevant" dependencies.
1141       For a call to the parent function, dependencies between memory
1142       references from before or after the call and from those during the call
1143       are "irrelevant" to the <tt>noalias</tt> keyword for the arguments and
1144       return value used in that call.
1145       The caller shares the responsibility with the callee for ensuring that
1146       these requirements are met.
1147       For further details, please see the discussion of the NoAlias response in
1148       <a href="AliasAnalysis.html#MustMayNo">alias analysis</a>.<br>
1149 <br>
1150       Note that this definition of <tt>noalias</tt> is intentionally
1151       similar to the definition of <tt>restrict</tt> in C99 for function
1152       arguments, though it is slightly weaker.
1153 <br>
1154       For function return values, C99's <tt>restrict</tt> is not meaningful,
1155       while LLVM's <tt>noalias</tt> is.
1156       </dd>
1157
1158   <dt><tt><b><a name="nocapture">nocapture</a></b></tt></dt>
1159   <dd>This indicates that the callee does not make any copies of the pointer
1160       that outlive the callee itself. This is not a valid attribute for return
1161       values.</dd>
1162
1163   <dt><tt><b><a name="nest">nest</a></b></tt></dt>
1164   <dd>This indicates that the pointer parameter can be excised using the
1165       <a href="#int_trampoline">trampoline intrinsics</a>. This is not a valid
1166       attribute for return values.</dd>
1167 </dl>
1168
1169 </div>
1170
1171 <!-- ======================================================================= -->
1172 <h3>
1173   <a name="gc">Garbage Collector Names</a>
1174 </h3>
1175
1176 <div>
1177
1178 <p>Each function may specify a garbage collector name, which is simply a
1179    string:</p>
1180
1181 <pre class="doc_code">
1182 define void @f() gc "name" { ... }
1183 </pre>
1184
1185 <p>The compiler declares the supported values of <i>name</i>. Specifying a
1186    collector which will cause the compiler to alter its output in order to
1187    support the named garbage collection algorithm.</p>
1188
1189 </div>
1190
1191 <!-- ======================================================================= -->
1192 <h3>
1193   <a name="fnattrs">Function Attributes</a>
1194 </h3>
1195
1196 <div>
1197
1198 <p>Function attributes are set to communicate additional information about a
1199    function. Function attributes are considered to be part of the function, not
1200    of the function type, so functions with different parameter attributes can
1201    have the same function type.</p>
1202
1203 <p>Function attributes are simple keywords that follow the type specified. If
1204    multiple attributes are needed, they are space separated. For example:</p>
1205
1206 <pre class="doc_code">
1207 define void @f() noinline { ... }
1208 define void @f() alwaysinline { ... }
1209 define void @f() alwaysinline optsize { ... }
1210 define void @f() optsize { ... }
1211 </pre>
1212
1213 <dl>
1214   <dt><tt><b>address_safety</b></tt></dt>
1215   <dd>This attribute indicates that the address safety analysis
1216   is enabled for this function.  </dd>
1217
1218   <dt><tt><b>alignstack(&lt;<em>n</em>&gt;)</b></tt></dt>
1219   <dd>This attribute indicates that, when emitting the prologue and epilogue,
1220       the backend should forcibly align the stack pointer. Specify the
1221       desired alignment, which must be a power of two, in parentheses.
1222
1223   <dt><tt><b>alwaysinline</b></tt></dt>
1224   <dd>This attribute indicates that the inliner should attempt to inline this
1225       function into callers whenever possible, ignoring any active inlining size
1226       threshold for this caller.</dd>
1227
1228   <dt><tt><b>nonlazybind</b></tt></dt>
1229   <dd>This attribute suppresses lazy symbol binding for the function. This
1230       may make calls to the function faster, at the cost of extra program
1231       startup time if the function is not called during program startup.</dd>
1232
1233   <dt><tt><b>inlinehint</b></tt></dt>
1234   <dd>This attribute indicates that the source code contained a hint that inlining
1235       this function is desirable (such as the "inline" keyword in C/C++).  It
1236       is just a hint; it imposes no requirements on the inliner.</dd>
1237
1238   <dt><tt><b>naked</b></tt></dt>
1239   <dd>This attribute disables prologue / epilogue emission for the function.
1240       This can have very system-specific consequences.</dd>
1241
1242   <dt><tt><b>noimplicitfloat</b></tt></dt>
1243   <dd>This attributes disables implicit floating point instructions.</dd>
1244
1245   <dt><tt><b>noinline</b></tt></dt>
1246   <dd>This attribute indicates that the inliner should never inline this
1247       function in any situation. This attribute may not be used together with
1248       the <tt>alwaysinline</tt> attribute.</dd>
1249
1250   <dt><tt><b>noredzone</b></tt></dt>
1251   <dd>This attribute indicates that the code generator should not use a red
1252       zone, even if the target-specific ABI normally permits it.</dd>
1253
1254   <dt><tt><b>noreturn</b></tt></dt>
1255   <dd>This function attribute indicates that the function never returns
1256       normally.  This produces undefined behavior at runtime if the function
1257       ever does dynamically return.</dd>
1258
1259   <dt><tt><b>nounwind</b></tt></dt>
1260   <dd>This function attribute indicates that the function never returns with an
1261       unwind or exceptional control flow.  If the function does unwind, its
1262       runtime behavior is undefined.</dd>
1263
1264   <dt><tt><b>optsize</b></tt></dt>
1265   <dd>This attribute suggests that optimization passes and code generator passes
1266       make choices that keep the code size of this function low, and otherwise
1267       do optimizations specifically to reduce code size.</dd>
1268
1269   <dt><tt><b>readnone</b></tt></dt>
1270   <dd>This attribute indicates that the function computes its result (or decides
1271       to unwind an exception) based strictly on its arguments, without
1272       dereferencing any pointer arguments or otherwise accessing any mutable
1273       state (e.g. memory, control registers, etc) visible to caller functions.
1274       It does not write through any pointer arguments
1275       (including <tt><a href="#byval">byval</a></tt> arguments) and never
1276       changes any state visible to callers.  This means that it cannot unwind
1277       exceptions by calling the <tt>C++</tt> exception throwing methods.</dd>
1278
1279   <dt><tt><b><a name="readonly">readonly</a></b></tt></dt>
1280   <dd>This attribute indicates that the function does not write through any
1281       pointer arguments (including <tt><a href="#byval">byval</a></tt>
1282       arguments) or otherwise modify any state (e.g. memory, control registers,
1283       etc) visible to caller functions.  It may dereference pointer arguments
1284       and read state that may be set in the caller.  A readonly function always
1285       returns the same value (or unwinds an exception identically) when called
1286       with the same set of arguments and global state.  It cannot unwind an
1287       exception by calling the <tt>C++</tt> exception throwing methods.</dd>
1288
1289   <dt><tt><b><a name="returns_twice">returns_twice</a></b></tt></dt>
1290   <dd>This attribute indicates that this function can return twice. The
1291       C <code>setjmp</code> is an example of such a function.  The compiler
1292       disables some optimizations (like tail calls) in the caller of these
1293       functions.</dd>
1294
1295   <dt><tt><b><a name="ssp">ssp</a></b></tt></dt>
1296   <dd>This attribute indicates that the function should emit a stack smashing
1297       protector. It is in the form of a "canary"&mdash;a random value placed on
1298       the stack before the local variables that's checked upon return from the
1299       function to see if it has been overwritten. A heuristic is used to
1300       determine if a function needs stack protectors or not.<br>
1301 <br>
1302       If a function that has an <tt>ssp</tt> attribute is inlined into a
1303       function that doesn't have an <tt>ssp</tt> attribute, then the resulting
1304       function will have an <tt>ssp</tt> attribute.</dd>
1305
1306   <dt><tt><b>sspreq</b></tt></dt>
1307   <dd>This attribute indicates that the function should <em>always</em> emit a
1308       stack smashing protector. This overrides
1309       the <tt><a href="#ssp">ssp</a></tt> function attribute.<br>
1310 <br>
1311       If a function that has an <tt>sspreq</tt> attribute is inlined into a
1312       function that doesn't have an <tt>sspreq</tt> attribute or which has
1313       an <tt>ssp</tt> attribute, then the resulting function will have
1314       an <tt>sspreq</tt> attribute.</dd>
1315
1316   <dt><tt><b><a name="uwtable">uwtable</a></b></tt></dt>
1317   <dd>This attribute indicates that the ABI being targeted requires that
1318       an unwind table entry be produce for this function even if we can
1319       show that no exceptions passes by it. This is normally the case for
1320       the ELF x86-64 abi, but it can be disabled for some compilation
1321       units.</dd>
1322 </dl>
1323
1324 </div>
1325
1326 <!-- ======================================================================= -->
1327 <h3>
1328   <a name="moduleasm">Module-Level Inline Assembly</a>
1329 </h3>
1330
1331 <div>
1332
1333 <p>Modules may contain "module-level inline asm" blocks, which corresponds to
1334    the GCC "file scope inline asm" blocks.  These blocks are internally
1335    concatenated by LLVM and treated as a single unit, but may be separated in
1336    the <tt>.ll</tt> file if desired.  The syntax is very simple:</p>
1337
1338 <pre class="doc_code">
1339 module asm "inline asm code goes here"
1340 module asm "more can go here"
1341 </pre>
1342
1343 <p>The strings can contain any character by escaping non-printable characters.
1344    The escape sequence used is simply "\xx" where "xx" is the two digit hex code
1345    for the number.</p>
1346
1347 <p>The inline asm code is simply printed to the machine code .s file when
1348    assembly code is generated.</p>
1349
1350 </div>
1351
1352 <!-- ======================================================================= -->
1353 <h3>
1354   <a name="datalayout">Data Layout</a>
1355 </h3>
1356
1357 <div>
1358
1359 <p>A module may specify a target specific data layout string that specifies how
1360    data is to be laid out in memory. The syntax for the data layout is
1361    simply:</p>
1362
1363 <pre class="doc_code">
1364 target datalayout = "<i>layout specification</i>"
1365 </pre>
1366
1367 <p>The <i>layout specification</i> consists of a list of specifications
1368    separated by the minus sign character ('-').  Each specification starts with
1369    a letter and may include other information after the letter to define some
1370    aspect of the data layout.  The specifications accepted are as follows:</p>
1371
1372 <dl>
1373   <dt><tt>E</tt></dt>
1374   <dd>Specifies that the target lays out data in big-endian form. That is, the
1375       bits with the most significance have the lowest address location.</dd>
1376
1377   <dt><tt>e</tt></dt>
1378   <dd>Specifies that the target lays out data in little-endian form. That is,
1379       the bits with the least significance have the lowest address
1380       location.</dd>
1381
1382   <dt><tt>S<i>size</i></tt></dt>
1383   <dd>Specifies the natural alignment of the stack in bits. Alignment promotion
1384       of stack variables is limited to the natural stack alignment to avoid
1385       dynamic stack realignment. The stack alignment must be a multiple of
1386       8-bits. If omitted, the natural stack alignment defaults to "unspecified",
1387       which does not prevent any alignment promotions.</dd>
1388
1389   <dt><tt>p[n]:<i>size</i>:<i>abi</i>:<i>pref</i></tt></dt>
1390   <dd>This specifies the <i>size</i> of a pointer and its <i>abi</i> and
1391       <i>preferred</i> alignments for address space <i>n</i>. All sizes are in
1392       bits. Specifying the <i>pref</i> alignment is optional. If omitted, the
1393       preceding <tt>:</tt> should be omitted too. The address space,
1394       <i>n</i> is optional, and if not specified, denotes the default address
1395       space 0. The value of <i>n</i> must be in the range [1,2^23).</dd>
1396
1397   <dt><tt>i<i>size</i>:<i>abi</i>:<i>pref</i></tt></dt>
1398   <dd>This specifies the alignment for an integer type of a given bit
1399       <i>size</i>. The value of <i>size</i> must be in the range [1,2^23).</dd>
1400
1401   <dt><tt>v<i>size</i>:<i>abi</i>:<i>pref</i></tt></dt>
1402   <dd>This specifies the alignment for a vector type of a given bit
1403       <i>size</i>.</dd>
1404
1405   <dt><tt>f<i>size</i>:<i>abi</i>:<i>pref</i></tt></dt>
1406   <dd>This specifies the alignment for a floating point type of a given bit
1407       <i>size</i>. Only values of <i>size</i> that are supported by the target
1408       will work.  32 (float) and 64 (double) are supported on all targets;
1409       80 or 128 (different flavors of long double) are also supported on some
1410       targets.
1411
1412   <dt><tt>a<i>size</i>:<i>abi</i>:<i>pref</i></tt></dt>
1413   <dd>This specifies the alignment for an aggregate type of a given bit
1414       <i>size</i>.</dd>
1415
1416   <dt><tt>s<i>size</i>:<i>abi</i>:<i>pref</i></tt></dt>
1417   <dd>This specifies the alignment for a stack object of a given bit
1418       <i>size</i>.</dd>
1419
1420   <dt><tt>n<i>size1</i>:<i>size2</i>:<i>size3</i>...</tt></dt>
1421   <dd>This specifies a set of native integer widths for the target CPU
1422       in bits.  For example, it might contain "n32" for 32-bit PowerPC,
1423       "n32:64" for PowerPC 64, or "n8:16:32:64" for X86-64.  Elements of
1424       this set are considered to support most general arithmetic
1425       operations efficiently.</dd>
1426 </dl>
1427
1428 <p>When constructing the data layout for a given target, LLVM starts with a
1429    default set of specifications which are then (possibly) overridden by the
1430    specifications in the <tt>datalayout</tt> keyword. The default specifications
1431    are given in this list:</p>
1432
1433 <ul>
1434   <li><tt>E</tt> - big endian</li>
1435   <li><tt>p:64:64:64</tt> - 64-bit pointers with 64-bit alignment</li>
1436   <li><tt>p1:32:32:32</tt> - 32-bit pointers with 32-bit alignment for
1437   address space 1</li>
1438   <li><tt>p2:16:32:32</tt> - 16-bit pointers with 32-bit alignment for
1439   address space 2</li>
1440   <li><tt>i1:8:8</tt> - i1 is 8-bit (byte) aligned</li>
1441   <li><tt>i8:8:8</tt> - i8 is 8-bit (byte) aligned</li>
1442   <li><tt>i16:16:16</tt> - i16 is 16-bit aligned</li>
1443   <li><tt>i32:32:32</tt> - i32 is 32-bit aligned</li>
1444   <li><tt>i64:32:64</tt> - i64 has ABI alignment of 32-bits but preferred
1445   alignment of 64-bits</li>
1446   <li><tt>f32:32:32</tt> - float is 32-bit aligned</li>
1447   <li><tt>f64:64:64</tt> - double is 64-bit aligned</li>
1448   <li><tt>v64:64:64</tt> - 64-bit vector is 64-bit aligned</li>
1449   <li><tt>v128:128:128</tt> - 128-bit vector is 128-bit aligned</li>
1450   <li><tt>a0:0:1</tt> - aggregates are 8-bit aligned</li>
1451   <li><tt>s0:64:64</tt> - stack objects are 64-bit aligned</li>
1452 </ul>
1453
1454 <p>When LLVM is determining the alignment for a given type, it uses the
1455    following rules:</p>
1456
1457 <ol>
1458   <li>If the type sought is an exact match for one of the specifications, that
1459       specification is used.</li>
1460
1461   <li>If no match is found, and the type sought is an integer type, then the
1462       smallest integer type that is larger than the bitwidth of the sought type
1463       is used. If none of the specifications are larger than the bitwidth then
1464       the largest integer type is used. For example, given the default
1465       specifications above, the i7 type will use the alignment of i8 (next
1466       largest) while both i65 and i256 will use the alignment of i64 (largest
1467       specified).</li>
1468
1469   <li>If no match is found, and the type sought is a vector type, then the
1470       largest vector type that is smaller than the sought vector type will be
1471       used as a fall back.  This happens because &lt;128 x double&gt; can be
1472       implemented in terms of 64 &lt;2 x double&gt;, for example.</li>
1473 </ol>
1474
1475 <p>The function of the data layout string may not be what you expect.  Notably,
1476    this is not a specification from the frontend of what alignment the code
1477    generator should use.</p>
1478
1479 <p>Instead, if specified, the target data layout is required to match what the
1480    ultimate <em>code generator</em> expects.  This string is used by the
1481    mid-level optimizers to
1482    improve code, and this only works if it matches what the ultimate code
1483    generator uses.  If you would like to generate IR that does not embed this
1484    target-specific detail into the IR, then you don't have to specify the
1485    string.  This will disable some optimizations that require precise layout
1486    information, but this also prevents those optimizations from introducing
1487    target specificity into the IR.</p>
1488
1489
1490
1491 </div>
1492
1493 <!-- ======================================================================= -->
1494 <h3>
1495   <a name="pointeraliasing">Pointer Aliasing Rules</a>
1496 </h3>
1497
1498 <div>
1499
1500 <p>Any memory access must be done through a pointer value associated
1501 with an address range of the memory access, otherwise the behavior
1502 is undefined. Pointer values are associated with address ranges
1503 according to the following rules:</p>
1504
1505 <ul>
1506   <li>A pointer value is associated with the addresses associated with
1507       any value it is <i>based</i> on.
1508   <li>An address of a global variable is associated with the address
1509       range of the variable's storage.</li>
1510   <li>The result value of an allocation instruction is associated with
1511       the address range of the allocated storage.</li>
1512   <li>A null pointer in the default address-space is associated with
1513       no address.</li>
1514   <li>An integer constant other than zero or a pointer value returned
1515       from a function not defined within LLVM may be associated with address
1516       ranges allocated through mechanisms other than those provided by
1517       LLVM. Such ranges shall not overlap with any ranges of addresses
1518       allocated by mechanisms provided by LLVM.</li>
1519 </ul>
1520
1521 <p>A pointer value is <i>based</i> on another pointer value according
1522    to the following rules:</p>
1523
1524 <ul>
1525   <li>A pointer value formed from a
1526       <tt><a href="#i_getelementptr">getelementptr</a></tt> operation
1527       is <i>based</i> on the first operand of the <tt>getelementptr</tt>.</li>
1528   <li>The result value of a
1529       <tt><a href="#i_bitcast">bitcast</a></tt> is <i>based</i> on the operand
1530       of the <tt>bitcast</tt>.</li>
1531   <li>A pointer value formed by an
1532       <tt><a href="#i_inttoptr">inttoptr</a></tt> is <i>based</i> on all
1533       pointer values that contribute (directly or indirectly) to the
1534       computation of the pointer's value.</li>
1535   <li>The "<i>based</i> on" relationship is transitive.</li>
1536 </ul>
1537
1538 <p>Note that this definition of <i>"based"</i> is intentionally
1539    similar to the definition of <i>"based"</i> in C99, though it is
1540    slightly weaker.</p>
1541
1542 <p>LLVM IR does not associate types with memory. The result type of a
1543 <tt><a href="#i_load">load</a></tt> merely indicates the size and
1544 alignment of the memory from which to load, as well as the
1545 interpretation of the value. The first operand type of a
1546 <tt><a href="#i_store">store</a></tt> similarly only indicates the size
1547 and alignment of the store.</p>
1548
1549 <p>Consequently, type-based alias analysis, aka TBAA, aka
1550 <tt>-fstrict-aliasing</tt>, is not applicable to general unadorned
1551 LLVM IR. <a href="#metadata">Metadata</a> may be used to encode
1552 additional information which specialized optimization passes may use
1553 to implement type-based alias analysis.</p>
1554
1555 </div>
1556
1557 <!-- ======================================================================= -->
1558 <h3>
1559   <a name="volatile">Volatile Memory Accesses</a>
1560 </h3>
1561
1562 <div>
1563
1564 <p>Certain memory accesses, such as <a href="#i_load"><tt>load</tt></a>s, <a
1565 href="#i_store"><tt>store</tt></a>s, and <a
1566 href="#int_memcpy"><tt>llvm.memcpy</tt></a>s may be marked <tt>volatile</tt>.
1567 The optimizers must not change the number of volatile operations or change their
1568 order of execution relative to other volatile operations.  The optimizers
1569 <i>may</i> change the order of volatile operations relative to non-volatile
1570 operations.  This is not Java's "volatile" and has no cross-thread
1571 synchronization behavior.</p>
1572
1573 </div>
1574
1575 <!-- ======================================================================= -->
1576 <h3>
1577   <a name="memmodel">Memory Model for Concurrent Operations</a>
1578 </h3>
1579
1580 <div>
1581
1582 <p>The LLVM IR does not define any way to start parallel threads of execution
1583 or to register signal handlers. Nonetheless, there are platform-specific
1584 ways to create them, and we define LLVM IR's behavior in their presence. This
1585 model is inspired by the C++0x memory model.</p>
1586
1587 <p>For a more informal introduction to this model, see the
1588 <a href="Atomics.html">LLVM Atomic Instructions and Concurrency Guide</a>.
1589
1590 <p>We define a <i>happens-before</i> partial order as the least partial order
1591 that</p>
1592 <ul>
1593   <li>Is a superset of single-thread program order, and</li>
1594   <li>When a <i>synchronizes-with</i> <tt>b</tt>, includes an edge from
1595       <tt>a</tt> to <tt>b</tt>. <i>Synchronizes-with</i> pairs are introduced
1596       by platform-specific techniques, like pthread locks, thread
1597       creation, thread joining, etc., and by atomic instructions.
1598       (See also <a href="#ordering">Atomic Memory Ordering Constraints</a>).
1599       </li>
1600 </ul>
1601
1602 <p>Note that program order does not introduce <i>happens-before</i> edges
1603 between a thread and signals executing inside that thread.</p>
1604
1605 <p>Every (defined) read operation (load instructions, memcpy, atomic
1606 loads/read-modify-writes, etc.) <var>R</var> reads a series of bytes written by
1607 (defined) write operations (store instructions, atomic
1608 stores/read-modify-writes, memcpy, etc.). For the purposes of this section,
1609 initialized globals are considered to have a write of the initializer which is
1610 atomic and happens before any other read or write of the memory in question.
1611 For each byte of a read <var>R</var>, <var>R<sub>byte</sub></var> may see
1612 any write to the same byte, except:</p>
1613
1614 <ul>
1615   <li>If <var>write<sub>1</sub></var> happens before
1616       <var>write<sub>2</sub></var>, and <var>write<sub>2</sub></var> happens
1617       before <var>R<sub>byte</sub></var>, then <var>R<sub>byte</sub></var>
1618       does not see <var>write<sub>1</sub></var>.
1619   <li>If <var>R<sub>byte</sub></var> happens before
1620       <var>write<sub>3</sub></var>, then <var>R<sub>byte</sub></var> does not
1621       see <var>write<sub>3</sub></var>.
1622 </ul>
1623
1624 <p>Given that definition, <var>R<sub>byte</sub></var> is defined as follows:
1625 <ul>
1626   <li>If <var>R</var> is volatile, the result is target-dependent. (Volatile
1627       is supposed to give guarantees which can support
1628       <code>sig_atomic_t</code> in C/C++, and may be used for accesses to
1629       addresses which do not behave like normal memory.  It does not generally
1630       provide cross-thread synchronization.)
1631   <li>Otherwise, if there is no write to the same byte that happens before
1632     <var>R<sub>byte</sub></var>, <var>R<sub>byte</sub></var> returns
1633     <tt>undef</tt> for that byte.
1634   <li>Otherwise, if <var>R<sub>byte</sub></var> may see exactly one write,
1635       <var>R<sub>byte</sub></var> returns the value written by that
1636       write.</li>
1637   <li>Otherwise, if <var>R</var> is atomic, and all the writes
1638       <var>R<sub>byte</sub></var> may see are atomic, it chooses one of the
1639       values written.  See the <a href="#ordering">Atomic Memory Ordering
1640       Constraints</a> section for additional constraints on how the choice
1641       is made.
1642   <li>Otherwise <var>R<sub>byte</sub></var> returns <tt>undef</tt>.</li>
1643 </ul>
1644
1645 <p><var>R</var> returns the value composed of the series of bytes it read.
1646 This implies that some bytes within the value may be <tt>undef</tt>
1647 <b>without</b> the entire value being <tt>undef</tt>. Note that this only
1648 defines the semantics of the operation; it doesn't mean that targets will
1649 emit more than one instruction to read the series of bytes.</p>
1650
1651 <p>Note that in cases where none of the atomic intrinsics are used, this model
1652 places only one restriction on IR transformations on top of what is required
1653 for single-threaded execution: introducing a store to a byte which might not
1654 otherwise be stored is not allowed in general.  (Specifically, in the case
1655 where another thread might write to and read from an address, introducing a
1656 store can change a load that may see exactly one write into a load that may
1657 see multiple writes.)</p>
1658
1659 <!-- FIXME: This model assumes all targets where concurrency is relevant have
1660 a byte-size store which doesn't affect adjacent bytes.  As far as I can tell,
1661 none of the backends currently in the tree fall into this category; however,
1662 there might be targets which care.  If there are, we want a paragraph
1663 like the following:
1664
1665 Targets may specify that stores narrower than a certain width are not
1666 available; on such a target, for the purposes of this model, treat any
1667 non-atomic write with an alignment or width less than the minimum width
1668 as if it writes to the relevant surrounding bytes.
1669 -->
1670
1671 </div>
1672
1673 <!-- ======================================================================= -->
1674 <h3>
1675       <a name="ordering">Atomic Memory Ordering Constraints</a>
1676 </h3>
1677
1678 <div>
1679
1680 <p>Atomic instructions (<a href="#i_cmpxchg"><code>cmpxchg</code></a>,
1681 <a href="#i_atomicrmw"><code>atomicrmw</code></a>,
1682 <a href="#i_fence"><code>fence</code></a>,
1683 <a href="#i_load"><code>atomic load</code></a>, and
1684 <a href="#i_store"><code>atomic store</code></a>) take an ordering parameter
1685 that determines which other atomic instructions on the same address they
1686 <i>synchronize with</i>.  These semantics are borrowed from Java and C++0x,
1687 but are somewhat more colloquial. If these descriptions aren't precise enough,
1688 check those specs (see spec references in the
1689 <a href="Atomics.html#introduction">atomics guide</a>).
1690 <a href="#i_fence"><code>fence</code></a> instructions
1691 treat these orderings somewhat differently since they don't take an address.
1692 See that instruction's documentation for details.</p>
1693
1694 <p>For a simpler introduction to the ordering constraints, see the
1695 <a href="Atomics.html">LLVM Atomic Instructions and Concurrency Guide</a>.</p>
1696
1697 <dl>
1698 <dt><code>unordered</code></dt>
1699 <dd>The set of values that can be read is governed by the happens-before
1700 partial order. A value cannot be read unless some operation wrote it.
1701 This is intended to provide a guarantee strong enough to model Java's
1702 non-volatile shared variables.  This ordering cannot be specified for
1703 read-modify-write operations; it is not strong enough to make them atomic
1704 in any interesting way.</dd>
1705 <dt><code>monotonic</code></dt>
1706 <dd>In addition to the guarantees of <code>unordered</code>, there is a single
1707 total order for modifications by <code>monotonic</code> operations on each
1708 address. All modification orders must be compatible with the happens-before
1709 order. There is no guarantee that the modification orders can be combined to
1710 a global total order for the whole program (and this often will not be
1711 possible). The read in an atomic read-modify-write operation
1712 (<a href="#i_cmpxchg"><code>cmpxchg</code></a> and
1713 <a href="#i_atomicrmw"><code>atomicrmw</code></a>)
1714 reads the value in the modification order immediately before the value it
1715 writes. If one atomic read happens before another atomic read of the same
1716 address, the later read must see the same value or a later value in the
1717 address's modification order. This disallows reordering of
1718 <code>monotonic</code> (or stronger) operations on the same address. If an
1719 address is written <code>monotonic</code>ally by one thread, and other threads
1720 <code>monotonic</code>ally read that address repeatedly, the other threads must
1721 eventually see the write. This corresponds to the C++0x/C1x
1722 <code>memory_order_relaxed</code>.</dd>
1723 <dt><code>acquire</code></dt>
1724 <dd>In addition to the guarantees of <code>monotonic</code>,
1725 a <i>synchronizes-with</i> edge may be formed with a <code>release</code>
1726 operation. This is intended to model C++'s <code>memory_order_acquire</code>.</dd>
1727 <dt><code>release</code></dt>
1728 <dd>In addition to the guarantees of <code>monotonic</code>, if this operation
1729 writes a value which is subsequently read by an <code>acquire</code> operation,
1730 it <i>synchronizes-with</i> that operation.  (This isn't a complete
1731 description; see the C++0x definition of a release sequence.) This corresponds
1732 to the C++0x/C1x <code>memory_order_release</code>.</dd>
1733 <dt><code>acq_rel</code> (acquire+release)</dt><dd>Acts as both an
1734 <code>acquire</code> and <code>release</code> operation on its address.
1735 This corresponds to the C++0x/C1x <code>memory_order_acq_rel</code>.</dd>
1736 <dt><code>seq_cst</code> (sequentially consistent)</dt><dd>
1737 <dd>In addition to the guarantees of <code>acq_rel</code>
1738 (<code>acquire</code> for an operation which only reads, <code>release</code>
1739 for an operation which only writes), there is a global total order on all
1740 sequentially-consistent operations on all addresses, which is consistent with
1741 the <i>happens-before</i> partial order and with the modification orders of
1742 all the affected addresses. Each sequentially-consistent read sees the last
1743 preceding write to the same address in this global order. This corresponds
1744 to the C++0x/C1x <code>memory_order_seq_cst</code> and Java volatile.</dd>
1745 </dl>
1746
1747 <p id="singlethread">If an atomic operation is marked <code>singlethread</code>,
1748 it only <i>synchronizes with</i> or participates in modification and seq_cst
1749 total orderings with other operations running in the same thread (for example,
1750 in signal handlers).</p>
1751
1752 </div>
1753
1754 </div>
1755
1756 <!-- *********************************************************************** -->
1757 <h2><a name="typesystem">Type System</a></h2>
1758 <!-- *********************************************************************** -->
1759
1760 <div>
1761
1762 <p>The LLVM type system is one of the most important features of the
1763    intermediate representation.  Being typed enables a number of optimizations
1764    to be performed on the intermediate representation directly, without having
1765    to do extra analyses on the side before the transformation.  A strong type
1766    system makes it easier to read the generated code and enables novel analyses
1767    and transformations that are not feasible to perform on normal three address
1768    code representations.</p>
1769
1770 <!-- ======================================================================= -->
1771 <h3>
1772   <a name="t_classifications">Type Classifications</a>
1773 </h3>
1774
1775 <div>
1776
1777 <p>The types fall into a few useful classifications:</p>
1778
1779 <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="4">
1780   <tbody>
1781     <tr><th>Classification</th><th>Types</th></tr>
1782     <tr>
1783       <td><a href="#t_integer">integer</a></td>
1784       <td><tt>i1, i2, i3, ... i8, ... i16, ... i32, ... i64, ... </tt></td>
1785     </tr>
1786     <tr>
1787       <td><a href="#t_floating">floating point</a></td>
1788       <td><tt>half, float, double, x86_fp80, fp128, ppc_fp128</tt></td>
1789     </tr>
1790     <tr>
1791       <td><a name="t_firstclass">first class</a></td>
1792       <td><a href="#t_integer">integer</a>,
1793           <a href="#t_floating">floating point</a>,
1794           <a href="#t_pointer">pointer</a>,
1795           <a href="#t_vector">vector</a>,
1796           <a href="#t_struct">structure</a>,
1797           <a href="#t_array">array</a>,
1798           <a href="#t_label">label</a>,
1799           <a href="#t_metadata">metadata</a>.
1800       </td>
1801     </tr>
1802     <tr>
1803       <td><a href="#t_primitive">primitive</a></td>
1804       <td><a href="#t_label">label</a>,
1805           <a href="#t_void">void</a>,
1806           <a href="#t_integer">integer</a>,
1807           <a href="#t_floating">floating point</a>,
1808           <a href="#t_x86mmx">x86mmx</a>,
1809           <a href="#t_metadata">metadata</a>.</td>
1810     </tr>
1811     <tr>
1812       <td><a href="#t_derived">derived</a></td>
1813       <td><a href="#t_array">array</a>,
1814           <a href="#t_function">function</a>,
1815           <a href="#t_pointer">pointer</a>,
1816           <a href="#t_struct">structure</a>,
1817           <a href="#t_vector">vector</a>,
1818           <a href="#t_opaque">opaque</a>.
1819       </td>
1820     </tr>
1821   </tbody>
1822 </table>
1823
1824 <p>The <a href="#t_firstclass">first class</a> types are perhaps the most
1825    important.  Values of these types are the only ones which can be produced by
1826    instructions.</p>
1827
1828 </div>
1829
1830 <!-- ======================================================================= -->
1831 <h3>
1832   <a name="t_primitive">Primitive Types</a>
1833 </h3>
1834
1835 <div>
1836
1837 <p>The primitive types are the fundamental building blocks of the LLVM
1838    system.</p>
1839
1840 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1841 <h4>
1842   <a name="t_integer">Integer Type</a>
1843 </h4>
1844
1845 <div>
1846
1847 <h5>Overview:</h5>
1848 <p>The integer type is a very simple type that simply specifies an arbitrary
1849    bit width for the integer type desired. Any bit width from 1 bit to
1850    2<sup>23</sup>-1 (about 8 million) can be specified.</p>
1851
1852 <h5>Syntax:</h5>
1853 <pre>
1854   iN
1855 </pre>
1856
1857 <p>The number of bits the integer will occupy is specified by the <tt>N</tt>
1858    value.</p>
1859
1860 <h5>Examples:</h5>
1861 <table class="layout">
1862   <tr class="layout">
1863     <td class="left"><tt>i1</tt></td>
1864     <td class="left">a single-bit integer.</td>
1865   </tr>
1866   <tr class="layout">
1867     <td class="left"><tt>i32</tt></td>
1868     <td class="left">a 32-bit integer.</td>
1869   </tr>
1870   <tr class="layout">
1871     <td class="left"><tt>i1942652</tt></td>
1872     <td class="left">a really big integer of over 1 million bits.</td>
1873   </tr>
1874 </table>
1875
1876 </div>
1877
1878 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1879 <h4>
1880   <a name="t_floating">Floating Point Types</a>
1881 </h4>
1882
1883 <div>
1884
1885 <table>
1886   <tbody>
1887     <tr><th>Type</th><th>Description</th></tr>
1888     <tr><td><tt>half</tt></td><td>16-bit floating point value</td></tr>
1889     <tr><td><tt>float</tt></td><td>32-bit floating point value</td></tr>
1890     <tr><td><tt>double</tt></td><td>64-bit floating point value</td></tr>
1891     <tr><td><tt>fp128</tt></td><td>128-bit floating point value (112-bit mantissa)</td></tr>
1892     <tr><td><tt>x86_fp80</tt></td><td>80-bit floating point value (X87)</td></tr>
1893     <tr><td><tt>ppc_fp128</tt></td><td>128-bit floating point value (two 64-bits)</td></tr>
1894   </tbody>
1895 </table>
1896
1897 </div>
1898
1899 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1900 <h4>
1901   <a name="t_x86mmx">X86mmx Type</a>
1902 </h4>
1903
1904 <div>
1905
1906 <h5>Overview:</h5>
1907 <p>The x86mmx type represents a value held in an MMX register on an x86 machine.  The operations allowed on it are quite limited:  parameters and return values, load and store, and bitcast.  User-specified MMX instructions are represented as intrinsic or asm calls with arguments and/or results of this type.  There are no arrays, vectors or constants of this type.</p>
1908
1909 <h5>Syntax:</h5>
1910 <pre>
1911   x86mmx
1912 </pre>
1913
1914 </div>
1915
1916 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1917 <h4>
1918   <a name="t_void">Void Type</a>
1919 </h4>
1920
1921 <div>
1922
1923 <h5>Overview:</h5>
1924 <p>The void type does not represent any value and has no size.</p>
1925
1926 <h5>Syntax:</h5>
1927 <pre>
1928   void
1929 </pre>
1930
1931 </div>
1932
1933 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1934 <h4>
1935   <a name="t_label">Label Type</a>
1936 </h4>
1937
1938 <div>
1939
1940 <h5>Overview:</h5>
1941 <p>The label type represents code labels.</p>
1942
1943 <h5>Syntax:</h5>
1944 <pre>
1945   label
1946 </pre>
1947
1948 </div>
1949
1950 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1951 <h4>
1952   <a name="t_metadata">Metadata Type</a>
1953 </h4>
1954
1955 <div>
1956
1957 <h5>Overview:</h5>
1958 <p>The metadata type represents embedded metadata. No derived types may be
1959    created from metadata except for <a href="#t_function">function</a>
1960    arguments.
1961
1962 <h5>Syntax:</h5>
1963 <pre>
1964   metadata
1965 </pre>
1966
1967 </div>
1968
1969 </div>
1970
1971 <!-- ======================================================================= -->
1972 <h3>
1973   <a name="t_derived">Derived Types</a>
1974 </h3>
1975
1976 <div>
1977
1978 <p>The real power in LLVM comes from the derived types in the system.  This is
1979    what allows a programmer to represent arrays, functions, pointers, and other
1980    useful types.  Each of these types contain one or more element types which
1981    may be a primitive type, or another derived type.  For example, it is
1982    possible to have a two dimensional array, using an array as the element type
1983    of another array.</p>
1984
1985 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1986 <h4>
1987   <a name="t_aggregate">Aggregate Types</a>
1988 </h4>
1989
1990 <div>
1991
1992 <p>Aggregate Types are a subset of derived types that can contain multiple
1993   member types. <a href="#t_array">Arrays</a> and
1994   <a href="#t_struct">structs</a> are aggregate types.
1995   <a href="#t_vector">Vectors</a> are not considered to be aggregate types.</p>
1996
1997 </div>
1998
1999 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2000 <h4>
2001   <a name="t_array">Array Type</a>
2002 </h4>
2003
2004 <div>
2005
2006 <h5>Overview:</h5>
2007 <p>The array type is a very simple derived type that arranges elements
2008    sequentially in memory.  The array type requires a size (number of elements)
2009    and an underlying data type.</p>
2010
2011 <h5>Syntax:</h5>
2012 <pre>
2013   [&lt;# elements&gt; x &lt;elementtype&gt;]
2014 </pre>
2015
2016 <p>The number of elements is a constant integer value; <tt>elementtype</tt> may
2017    be any type with a size.</p>
2018
2019 <h5>Examples:</h5>
2020 <table class="layout">
2021   <tr class="layout">
2022     <td class="left"><tt>[40 x i32]</tt></td>
2023     <td class="left">Array of 40 32-bit integer values.</td>
2024   </tr>
2025   <tr class="layout">
2026     <td class="left"><tt>[41 x i32]</tt></td>
2027     <td class="left">Array of 41 32-bit integer values.</td>
2028   </tr>
2029   <tr class="layout">
2030     <td class="left"><tt>[4 x i8]</tt></td>
2031     <td class="left">Array of 4 8-bit integer values.</td>
2032   </tr>
2033 </table>
2034 <p>Here are some examples of multidimensional arrays:</p>
2035 <table class="layout">
2036   <tr class="layout">
2037     <td class="left"><tt>[3 x [4 x i32]]</tt></td>
2038     <td class="left">3x4 array of 32-bit integer values.</td>
2039   </tr>
2040   <tr class="layout">
2041     <td class="left"><tt>[12 x [10 x float]]</tt></td>
2042     <td class="left">12x10 array of single precision floating point values.</td>
2043   </tr>
2044   <tr class="layout">
2045     <td class="left"><tt>[2 x [3 x [4 x i16]]]</tt></td>
2046     <td class="left">2x3x4 array of 16-bit integer  values.</td>
2047   </tr>
2048 </table>
2049
2050 <p>There is no restriction on indexing beyond the end of the array implied by
2051    a static type (though there are restrictions on indexing beyond the bounds
2052    of an allocated object in some cases). This means that single-dimension
2053    'variable sized array' addressing can be implemented in LLVM with a zero
2054    length array type. An implementation of 'pascal style arrays' in LLVM could
2055    use the type "<tt>{ i32, [0 x float]}</tt>", for example.</p>
2056
2057 </div>
2058
2059 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2060 <h4>
2061   <a name="t_function">Function Type</a>
2062 </h4>
2063
2064 <div>
2065
2066 <h5>Overview:</h5>
2067 <p>The function type can be thought of as a function signature.  It consists of
2068    a return type and a list of formal parameter types. The return type of a
2069    function type is a first class type or a void type.</p>
2070
2071 <h5>Syntax:</h5>
2072 <pre>
2073   &lt;returntype&gt; (&lt;parameter list&gt;)
2074 </pre>
2075
2076 <p>...where '<tt>&lt;parameter list&gt;</tt>' is a comma-separated list of type
2077    specifiers.  Optionally, the parameter list may include a type <tt>...</tt>,
2078    which indicates that the function takes a variable number of arguments.
2079    Variable argument functions can access their arguments with
2080    the <a href="#int_varargs">variable argument handling intrinsic</a>
2081    functions.  '<tt>&lt;returntype&gt;</tt>' is any type except
2082    <a href="#t_label">label</a>.</p>
2083
2084 <h5>Examples:</h5>
2085 <table class="layout">
2086   <tr class="layout">
2087     <td class="left"><tt>i32 (i32)</tt></td>
2088     <td class="left">function taking an <tt>i32</tt>, returning an <tt>i32</tt>
2089     </td>
2090   </tr><tr class="layout">
2091     <td class="left"><tt>float&nbsp;(i16,&nbsp;i32&nbsp;*)&nbsp;*
2092     </tt></td>
2093     <td class="left"><a href="#t_pointer">Pointer</a> to a function that takes
2094       an <tt>i16</tt> and a <a href="#t_pointer">pointer</a> to <tt>i32</tt>,
2095       returning <tt>float</tt>.
2096     </td>
2097   </tr><tr class="layout">
2098     <td class="left"><tt>i32 (i8*, ...)</tt></td>
2099     <td class="left">A vararg function that takes at least one
2100       <a href="#t_pointer">pointer</a> to <tt>i8 </tt> (char in C),
2101       which returns an integer.  This is the signature for <tt>printf</tt> in
2102       LLVM.
2103     </td>
2104   </tr><tr class="layout">
2105     <td class="left"><tt>{i32, i32} (i32)</tt></td>
2106     <td class="left">A function taking an <tt>i32</tt>, returning a
2107         <a href="#t_struct">structure</a> containing two <tt>i32</tt> values
2108     </td>
2109   </tr>
2110 </table>
2111
2112 </div>
2113
2114 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2115 <h4>
2116   <a name="t_struct">Structure Type</a>
2117 </h4>
2118
2119 <div>
2120
2121 <h5>Overview:</h5>
2122 <p>The structure type is used to represent a collection of data members together
2123   in memory.  The elements of a structure may be any type that has a size.</p>
2124
2125 <p>Structures in memory are accessed using '<tt><a href="#i_load">load</a></tt>'
2126    and '<tt><a href="#i_store">store</a></tt>' by getting a pointer to a field
2127    with the '<tt><a href="#i_getelementptr">getelementptr</a></tt>' instruction.
2128    Structures in registers are accessed using the
2129    '<tt><a href="#i_extractvalue">extractvalue</a></tt>' and
2130    '<tt><a href="#i_insertvalue">insertvalue</a></tt>' instructions.</p>
2131
2132 <p>Structures may optionally be "packed" structures, which indicate that the
2133   alignment of the struct is one byte, and that there is no padding between
2134   the elements.  In non-packed structs, padding between field types is inserted
2135   as defined by the DataLayout string in the module, which is required to match
2136   what the underlying code generator expects.</p>
2137
2138 <p>Structures can either be "literal" or "identified".  A literal structure is
2139   defined inline with other types (e.g. <tt>{i32, i32}*</tt>) whereas identified
2140   types are always defined at the top level with a name.  Literal types are
2141   uniqued by their contents and can never be recursive or opaque since there is
2142   no way to write one.  Identified types can be recursive, can be opaqued, and are
2143   never uniqued.
2144 </p>
2145
2146 <h5>Syntax:</h5>
2147 <pre>
2148   %T1 = type { &lt;type list&gt; }     <i>; Identified normal struct type</i>
2149   %T2 = type &lt;{ &lt;type list&gt; }&gt;   <i>; Identified packed struct type</i>
2150 </pre>
2151
2152 <h5>Examples:</h5>
2153 <table class="layout">
2154   <tr class="layout">
2155     <td class="left"><tt>{ i32, i32, i32 }</tt></td>
2156     <td class="left">A triple of three <tt>i32</tt> values</td>
2157   </tr>
2158   <tr class="layout">
2159     <td class="left"><tt>{&nbsp;float,&nbsp;i32&nbsp;(i32)&nbsp;*&nbsp;}</tt></td>
2160     <td class="left">A pair, where the first element is a <tt>float</tt> and the
2161       second element is a <a href="#t_pointer">pointer</a> to a
2162       <a href="#t_function">function</a> that takes an <tt>i32</tt>, returning
2163       an <tt>i32</tt>.</td>
2164   </tr>
2165   <tr class="layout">
2166     <td class="left"><tt>&lt;{ i8, i32 }&gt;</tt></td>
2167     <td class="left">A packed struct known to be 5 bytes in size.</td>
2168   </tr>
2169 </table>
2170
2171 </div>
2172
2173 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2174 <h4>
2175   <a name="t_opaque">Opaque Structure Types</a>
2176 </h4>
2177
2178 <div>
2179
2180 <h5>Overview:</h5>
2181 <p>Opaque structure types are used to represent named structure types that do
2182    not have a body specified.  This corresponds (for example) to the C notion of
2183    a forward declared structure.</p>
2184
2185 <h5>Syntax:</h5>
2186 <pre>
2187   %X = type opaque
2188   %52 = type opaque
2189 </pre>
2190
2191 <h5>Examples:</h5>
2192 <table class="layout">
2193   <tr class="layout">
2194     <td class="left"><tt>opaque</tt></td>
2195     <td class="left">An opaque type.</td>
2196   </tr>
2197 </table>
2198
2199 </div>
2200
2201
2202
2203 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2204 <h4>
2205   <a name="t_pointer">Pointer Type</a>
2206 </h4>
2207
2208 <div>
2209
2210 <h5>Overview:</h5>
2211 <p>The pointer type is used to specify memory locations.
2212    Pointers are commonly used to reference objects in memory.</p>
2213
2214 <p>Pointer types may have an optional address space attribute defining the
2215    numbered address space where the pointed-to object resides. The default
2216    address space is number zero. The semantics of non-zero address
2217    spaces are target-specific.</p>
2218
2219 <p>Note that LLVM does not permit pointers to void (<tt>void*</tt>) nor does it
2220    permit pointers to labels (<tt>label*</tt>).  Use <tt>i8*</tt> instead.</p>
2221
2222 <h5>Syntax:</h5>
2223 <pre>
2224   &lt;type&gt; *
2225 </pre>
2226
2227 <h5>Examples:</h5>
2228 <table class="layout">
2229   <tr class="layout">
2230     <td class="left"><tt>[4 x i32]*</tt></td>
2231     <td class="left">A <a href="#t_pointer">pointer</a> to <a
2232                     href="#t_array">array</a> of four <tt>i32</tt> values.</td>
2233   </tr>
2234   <tr class="layout">
2235     <td class="left"><tt>i32 (i32*) *</tt></td>
2236     <td class="left"> A <a href="#t_pointer">pointer</a> to a <a
2237       href="#t_function">function</a> that takes an <tt>i32*</tt>, returning an
2238       <tt>i32</tt>.</td>
2239   </tr>
2240   <tr class="layout">
2241     <td class="left"><tt>i32 addrspace(5)*</tt></td>
2242     <td class="left">A <a href="#t_pointer">pointer</a> to an <tt>i32</tt> value
2243      that resides in address space #5.</td>
2244   </tr>
2245 </table>
2246
2247 </div>
2248
2249 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2250 <h4>
2251   <a name="t_vector">Vector Type</a>
2252 </h4>
2253
2254 <div>
2255
2256 <h5>Overview:</h5>
2257 <p>A vector type is a simple derived type that represents a vector of elements.
2258    Vector types are used when multiple primitive data are operated in parallel
2259    using a single instruction (SIMD).  A vector type requires a size (number of
2260    elements) and an underlying primitive data type.  Vector types are considered
2261    <a href="#t_firstclass">first class</a>.</p>
2262
2263 <h5>Syntax:</h5>
2264 <pre>
2265   &lt; &lt;# elements&gt; x &lt;elementtype&gt; &gt;
2266 </pre>
2267
2268 <p>The number of elements is a constant integer value larger than 0; elementtype
2269    may be any integer or floating point type, or a pointer to these types.
2270    Vectors of size zero are not allowed. </p>
2271
2272 <h5>Examples:</h5>
2273 <table class="layout">
2274   <tr class="layout">
2275     <td class="left"><tt>&lt;4 x i32&gt;</tt></td>
2276     <td class="left">Vector of 4 32-bit integer values.</td>
2277   </tr>
2278   <tr class="layout">
2279     <td class="left"><tt>&lt;8 x float&gt;</tt></td>
2280     <td class="left">Vector of 8 32-bit floating-point values.</td>
2281   </tr>
2282   <tr class="layout">
2283     <td class="left"><tt>&lt;2 x i64&gt;</tt></td>
2284     <td class="left">Vector of 2 64-bit integer values.</td>
2285   </tr>
2286   <tr class="layout">
2287     <td class="left"><tt>&lt;4 x i64*&gt;</tt></td>
2288     <td class="left">Vector of 4 pointers to 64-bit integer values.</td>
2289   </tr>
2290 </table>
2291
2292 </div>
2293
2294 </div>
2295
2296 </div>
2297
2298 <!-- *********************************************************************** -->
2299 <h2><a name="constants">Constants</a></h2>
2300 <!-- *********************************************************************** -->
2301
2302 <div>
2303
2304 <p>LLVM has several different basic types of constants.  This section describes
2305    them all and their syntax.</p>
2306
2307 <!-- ======================================================================= -->
2308 <h3>
2309   <a name="simpleconstants">Simple Constants</a>
2310 </h3>
2311
2312 <div>
2313
2314 <dl>
2315   <dt><b>Boolean constants</b></dt>
2316   <dd>The two strings '<tt>true</tt>' and '<tt>false</tt>' are both valid
2317       constants of the <tt><a href="#t_integer">i1</a></tt> type.</dd>
2318
2319   <dt><b>Integer constants</b></dt>
2320   <dd>Standard integers (such as '4') are constants of
2321       the <a href="#t_integer">integer</a> type.  Negative numbers may be used
2322       with integer types.</dd>
2323
2324   <dt><b>Floating point constants</b></dt>
2325   <dd>Floating point constants use standard decimal notation (e.g. 123.421),
2326       exponential notation (e.g. 1.23421e+2), or a more precise hexadecimal
2327       notation (see below).  The assembler requires the exact decimal value of a
2328       floating-point constant.  For example, the assembler accepts 1.25 but
2329       rejects 1.3 because 1.3 is a repeating decimal in binary.  Floating point
2330       constants must have a <a href="#t_floating">floating point</a> type. </dd>
2331
2332   <dt><b>Null pointer constants</b></dt>
2333   <dd>The identifier '<tt>null</tt>' is recognized as a null pointer constant
2334       and must be of <a href="#t_pointer">pointer type</a>.</dd>
2335 </dl>
2336
2337 <p>The one non-intuitive notation for constants is the hexadecimal form of
2338    floating point constants.  For example, the form '<tt>double
2339    0x432ff973cafa8000</tt>' is equivalent to (but harder to read than)
2340    '<tt>double 4.5e+15</tt>'.  The only time hexadecimal floating point
2341    constants are required (and the only time that they are generated by the
2342    disassembler) is when a floating point constant must be emitted but it cannot
2343    be represented as a decimal floating point number in a reasonable number of
2344    digits.  For example, NaN's, infinities, and other special values are
2345    represented in their IEEE hexadecimal format so that assembly and disassembly
2346    do not cause any bits to change in the constants.</p>
2347
2348 <p>When using the hexadecimal form, constants of types half, float, and double are
2349    represented using the 16-digit form shown above (which matches the IEEE754
2350    representation for double); half and float values must, however, be exactly
2351    representable as IEE754 half and single precision, respectively.
2352    Hexadecimal format is always used
2353    for long double, and there are three forms of long double.  The 80-bit format
2354    used by x86 is represented as <tt>0xK</tt> followed by 20 hexadecimal digits.
2355    The 128-bit format used by PowerPC (two adjacent doubles) is represented
2356    by <tt>0xM</tt> followed by 32 hexadecimal digits.  The IEEE 128-bit format
2357    is represented by <tt>0xL</tt> followed by 32 hexadecimal digits; no
2358    currently supported target uses this format.  Long doubles will only work if
2359    they match the long double format on your target. The IEEE 16-bit format
2360    (half precision) is represented by <tt>0xH</tt> followed by 4 hexadecimal
2361    digits. All hexadecimal formats are big-endian (sign bit at the left).</p>
2362
2363 <p>There are no constants of type x86mmx.</p>
2364 </div>
2365
2366 <!-- ======================================================================= -->
2367 <h3>
2368 <a name="aggregateconstants"></a> <!-- old anchor -->
2369 <a name="complexconstants">Complex Constants</a>
2370 </h3>
2371
2372 <div>
2373
2374 <p>Complex constants are a (potentially recursive) combination of simple
2375    constants and smaller complex constants.</p>
2376
2377 <dl>
2378   <dt><b>Structure constants</b></dt>
2379   <dd>Structure constants are represented with notation similar to structure
2380       type definitions (a comma separated list of elements, surrounded by braces
2381       (<tt>{}</tt>)).  For example: "<tt>{ i32 4, float 17.0, i32* @G }</tt>",
2382       where "<tt>@G</tt>" is declared as "<tt>@G = external global i32</tt>".
2383       Structure constants must have <a href="#t_struct">structure type</a>, and
2384       the number and types of elements must match those specified by the
2385       type.</dd>
2386
2387   <dt><b>Array constants</b></dt>
2388   <dd>Array constants are represented with notation similar to array type
2389      definitions (a comma separated list of elements, surrounded by square
2390      brackets (<tt>[]</tt>)).  For example: "<tt>[ i32 42, i32 11, i32 74
2391      ]</tt>".  Array constants must have <a href="#t_array">array type</a>, and
2392      the number and types of elements must match those specified by the
2393      type.</dd>
2394
2395   <dt><b>Vector constants</b></dt>
2396   <dd>Vector constants are represented with notation similar to vector type
2397       definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
2398       less-than/greater-than's (<tt>&lt;&gt;</tt>)).  For example: "<tt>&lt; i32
2399       42, i32 11, i32 74, i32 100 &gt;</tt>".  Vector constants must
2400       have <a href="#t_vector">vector type</a>, and the number and types of
2401       elements must match those specified by the type.</dd>
2402
2403   <dt><b>Zero initialization</b></dt>
2404   <dd>The string '<tt>zeroinitializer</tt>' can be used to zero initialize a
2405       value to zero of <em>any</em> type, including scalar and
2406       <a href="#t_aggregate">aggregate</a> types.
2407       This is often used to avoid having to print large zero initializers
2408       (e.g. for large arrays) and is always exactly equivalent to using explicit
2409       zero initializers.</dd>
2410
2411   <dt><b>Metadata node</b></dt>
2412   <dd>A metadata node is a structure-like constant with
2413       <a href="#t_metadata">metadata type</a>.  For example: "<tt>metadata !{
2414       i32 0, metadata !"test" }</tt>".  Unlike other constants that are meant to
2415       be interpreted as part of the instruction stream, metadata is a place to
2416       attach additional information such as debug info.</dd>
2417 </dl>
2418
2419 </div>
2420
2421 <!-- ======================================================================= -->
2422 <h3>
2423   <a name="globalconstants">Global Variable and Function Addresses</a>
2424 </h3>
2425
2426 <div>
2427
2428 <p>The addresses of <a href="#globalvars">global variables</a>
2429    and <a href="#functionstructure">functions</a> are always implicitly valid
2430    (link-time) constants.  These constants are explicitly referenced when
2431    the <a href="#identifiers">identifier for the global</a> is used and always
2432    have <a href="#t_pointer">pointer</a> type. For example, the following is a
2433    legal LLVM file:</p>
2434
2435 <pre class="doc_code">
2436 @X = global i32 17
2437 @Y = global i32 42
2438 @Z = global [2 x i32*] [ i32* @X, i32* @Y ]
2439 </pre>
2440
2441 </div>
2442
2443 <!-- ======================================================================= -->
2444 <h3>
2445   <a name="undefvalues">Undefined Values</a>
2446 </h3>
2447
2448 <div>
2449
2450 <p>The string '<tt>undef</tt>' can be used anywhere a constant is expected, and
2451    indicates that the user of the value may receive an unspecified bit-pattern.
2452    Undefined values may be of any type (other than '<tt>label</tt>'
2453    or '<tt>void</tt>') and be used anywhere a constant is permitted.</p>
2454
2455 <p>Undefined values are useful because they indicate to the compiler that the
2456    program is well defined no matter what value is used.  This gives the
2457    compiler more freedom to optimize.  Here are some examples of (potentially
2458    surprising) transformations that are valid (in pseudo IR):</p>
2459
2460
2461 <pre class="doc_code">
2462   %A = add %X, undef
2463   %B = sub %X, undef
2464   %C = xor %X, undef
2465 Safe:
2466   %A = undef
2467   %B = undef
2468   %C = undef
2469 </pre>
2470
2471 <p>This is safe because all of the output bits are affected by the undef bits.
2472    Any output bit can have a zero or one depending on the input bits.</p>
2473
2474 <pre class="doc_code">
2475   %A = or %X, undef
2476   %B = and %X, undef
2477 Safe:
2478   %A = -1
2479   %B = 0
2480 Unsafe:
2481   %A = undef
2482   %B = undef
2483 </pre>
2484
2485 <p>These logical operations have bits that are not always affected by the input.
2486    For example, if <tt>%X</tt> has a zero bit, then the output of the
2487    '<tt>and</tt>' operation will always be a zero for that bit, no matter what
2488    the corresponding bit from the '<tt>undef</tt>' is. As such, it is unsafe to
2489    optimize or assume that the result of the '<tt>and</tt>' is '<tt>undef</tt>'.
2490    However, it is safe to assume that all bits of the '<tt>undef</tt>' could be
2491    0, and optimize the '<tt>and</tt>' to 0. Likewise, it is safe to assume that
2492    all the bits of the '<tt>undef</tt>' operand to the '<tt>or</tt>' could be
2493    set, allowing the '<tt>or</tt>' to be folded to -1.</p>
2494
2495 <pre class="doc_code">
2496   %A = select undef, %X, %Y
2497   %B = select undef, 42, %Y
2498   %C = select %X, %Y, undef
2499 Safe:
2500   %A = %X     (or %Y)
2501   %B = 42     (or %Y)
2502   %C = %Y
2503 Unsafe:
2504   %A = undef
2505   %B = undef
2506   %C = undef
2507 </pre>
2508
2509 <p>This set of examples shows that undefined '<tt>select</tt>' (and conditional
2510    branch) conditions can go <em>either way</em>, but they have to come from one
2511    of the two operands.  In the <tt>%A</tt> example, if <tt>%X</tt> and
2512    <tt>%Y</tt> were both known to have a clear low bit, then <tt>%A</tt> would
2513    have to have a cleared low bit. However, in the <tt>%C</tt> example, the
2514    optimizer is allowed to assume that the '<tt>undef</tt>' operand could be the
2515    same as <tt>%Y</tt>, allowing the whole '<tt>select</tt>' to be
2516    eliminated.</p>
2517
2518 <pre class="doc_code">
2519   %A = xor undef, undef
2520
2521   %B = undef
2522   %C = xor %B, %B
2523
2524   %D = undef
2525   %E = icmp lt %D, 4
2526   %F = icmp gte %D, 4
2527
2528 Safe:
2529   %A = undef
2530   %B = undef
2531   %C = undef
2532   %D = undef
2533   %E = undef
2534   %F = undef
2535 </pre>
2536
2537 <p>This example points out that two '<tt>undef</tt>' operands are not
2538    necessarily the same. This can be surprising to people (and also matches C
2539    semantics) where they assume that "<tt>X^X</tt>" is always zero, even
2540    if <tt>X</tt> is undefined. This isn't true for a number of reasons, but the
2541    short answer is that an '<tt>undef</tt>' "variable" can arbitrarily change
2542    its value over its "live range".  This is true because the variable doesn't
2543    actually <em>have a live range</em>. Instead, the value is logically read
2544    from arbitrary registers that happen to be around when needed, so the value
2545    is not necessarily consistent over time. In fact, <tt>%A</tt> and <tt>%C</tt>
2546    need to have the same semantics or the core LLVM "replace all uses with"
2547    concept would not hold.</p>
2548
2549 <pre class="doc_code">
2550   %A = fdiv undef, %X
2551   %B = fdiv %X, undef
2552 Safe:
2553   %A = undef
2554 b: unreachable
2555 </pre>
2556
2557 <p>These examples show the crucial difference between an <em>undefined
2558   value</em> and <em>undefined behavior</em>. An undefined value (like
2559   '<tt>undef</tt>') is allowed to have an arbitrary bit-pattern. This means that
2560   the <tt>%A</tt> operation can be constant folded to '<tt>undef</tt>', because
2561   the '<tt>undef</tt>' could be an SNaN, and <tt>fdiv</tt> is not (currently)
2562   defined on SNaN's. However, in the second example, we can make a more
2563   aggressive assumption: because the <tt>undef</tt> is allowed to be an
2564   arbitrary value, we are allowed to assume that it could be zero. Since a
2565   divide by zero has <em>undefined behavior</em>, we are allowed to assume that
2566   the operation does not execute at all. This allows us to delete the divide and
2567   all code after it. Because the undefined operation "can't happen", the
2568   optimizer can assume that it occurs in dead code.</p>
2569
2570 <pre class="doc_code">
2571 a:  store undef -> %X
2572 b:  store %X -> undef
2573 Safe:
2574 a: &lt;deleted&gt;
2575 b: unreachable
2576 </pre>
2577
2578 <p>These examples reiterate the <tt>fdiv</tt> example: a store <em>of</em> an
2579    undefined value can be assumed to not have any effect; we can assume that the
2580    value is overwritten with bits that happen to match what was already there.
2581    However, a store <em>to</em> an undefined location could clobber arbitrary
2582    memory, therefore, it has undefined behavior.</p>
2583
2584 </div>
2585
2586 <!-- ======================================================================= -->
2587 <h3>
2588   <a name="poisonvalues">Poison Values</a>
2589 </h3>
2590
2591 <div>
2592
2593 <p>Poison values are similar to <a href="#undefvalues">undef values</a>, however
2594    they also represent the fact that an instruction or constant expression which
2595    cannot evoke side effects has nevertheless detected a condition which results
2596    in undefined behavior.</p>
2597
2598 <p>There is currently no way of representing a poison value in the IR; they
2599    only exist when produced by operations such as
2600    <a href="#i_add"><tt>add</tt></a> with the <tt>nsw</tt> flag.</p>
2601
2602 <p>Poison value behavior is defined in terms of value <i>dependence</i>:</p>
2603
2604 <ul>
2605 <li>Values other than <a href="#i_phi"><tt>phi</tt></a> nodes depend on
2606     their operands.</li>
2607
2608 <li><a href="#i_phi"><tt>Phi</tt></a> nodes depend on the operand corresponding
2609     to their dynamic predecessor basic block.</li>
2610
2611 <li>Function arguments depend on the corresponding actual argument values in
2612     the dynamic callers of their functions.</li>
2613
2614 <li><a href="#i_call"><tt>Call</tt></a> instructions depend on the
2615     <a href="#i_ret"><tt>ret</tt></a> instructions that dynamically transfer
2616     control back to them.</li>
2617
2618 <li><a href="#i_invoke"><tt>Invoke</tt></a> instructions depend on the
2619     <a href="#i_ret"><tt>ret</tt></a>, <a href="#i_resume"><tt>resume</tt></a>,
2620     or exception-throwing call instructions that dynamically transfer control
2621     back to them.</li>
2622
2623 <li>Non-volatile loads and stores depend on the most recent stores to all of the
2624     referenced memory addresses, following the order in the IR
2625     (including loads and stores implied by intrinsics such as
2626     <a href="#int_memcpy"><tt>@llvm.memcpy</tt></a>.)</li>
2627
2628 <!-- TODO: In the case of multiple threads, this only applies if the store
2629      "happens-before" the load or store. -->
2630
2631 <!-- TODO: floating-point exception state -->
2632
2633 <li>An instruction with externally visible side effects depends on the most
2634     recent preceding instruction with externally visible side effects, following
2635     the order in the IR. (This includes
2636     <a href="#volatile">volatile operations</a>.)</li>
2637
2638 <li>An instruction <i>control-depends</i> on a
2639     <a href="#terminators">terminator instruction</a>
2640     if the terminator instruction has multiple successors and the instruction
2641     is always executed when control transfers to one of the successors, and
2642     may not be executed when control is transferred to another.</li>
2643
2644 <li>Additionally, an instruction also <i>control-depends</i> on a terminator
2645     instruction if the set of instructions it otherwise depends on would be
2646     different if the terminator had transferred control to a different
2647     successor.</li>
2648
2649 <li>Dependence is transitive.</li>
2650
2651 </ul>
2652
2653 <p>Poison Values have the same behavior as <a href="#undefvalues">undef values</a>,
2654    with the additional affect that any instruction which has a <i>dependence</i>
2655    on a poison value has undefined behavior.</p>
2656
2657 <p>Here are some examples:</p>
2658
2659 <pre class="doc_code">
2660 entry:
2661   %poison = sub nuw i32 0, 1           ; Results in a poison value.
2662   %still_poison = and i32 %poison, 0   ; 0, but also poison.
2663   %poison_yet_again = getelementptr i32* @h, i32 %still_poison
2664   store i32 0, i32* %poison_yet_again  ; memory at @h[0] is poisoned
2665
2666   store i32 %poison, i32* @g           ; Poison value stored to memory.
2667   %poison2 = load i32* @g              ; Poison value loaded back from memory.
2668
2669   store volatile i32 %poison, i32* @g  ; External observation; undefined behavior.
2670
2671   %narrowaddr = bitcast i32* @g to i16*
2672   %wideaddr = bitcast i32* @g to i64*
2673   %poison3 = load i16* %narrowaddr     ; Returns a poison value.
2674   %poison4 = load i64* %wideaddr       ; Returns a poison value.
2675
2676   %cmp = icmp slt i32 %poison, 0       ; Returns a poison value.
2677   br i1 %cmp, label %true, label %end  ; Branch to either destination.
2678
2679 true:
2680   store volatile i32 0, i32* @g        ; This is control-dependent on %cmp, so
2681                                        ; it has undefined behavior.
2682   br label %end
2683
2684 end:
2685   %p = phi i32 [ 0, %entry ], [ 1, %true ]
2686                                        ; Both edges into this PHI are
2687                                        ; control-dependent on %cmp, so this
2688                                        ; always results in a poison value.
2689
2690   store volatile i32 0, i32* @g        ; This would depend on the store in %true
2691                                        ; if %cmp is true, or the store in %entry
2692                                        ; otherwise, so this is undefined behavior.
2693
2694   br i1 %cmp, label %second_true, label %second_end
2695                                        ; The same branch again, but this time the
2696                                        ; true block doesn't have side effects.
2697
2698 second_true:
2699   ; No side effects!
2700   ret void
2701
2702 second_end:
2703   store volatile i32 0, i32* @g        ; This time, the instruction always depends
2704                                        ; on the store in %end. Also, it is
2705                                        ; control-equivalent to %end, so this is
2706                                        ; well-defined (ignoring earlier undefined
2707                                        ; behavior in this example).
2708 </pre>
2709
2710 </div>
2711
2712 <!-- ======================================================================= -->
2713 <h3>
2714   <a name="blockaddress">Addresses of Basic Blocks</a>
2715 </h3>
2716
2717 <div>
2718
2719 <p><b><tt>blockaddress(@function, %block)</tt></b></p>
2720
2721 <p>The '<tt>blockaddress</tt>' constant computes the address of the specified
2722    basic block in the specified function, and always has an i8* type.  Taking
2723    the address of the entry block is illegal.</p>
2724
2725 <p>This value only has defined behavior when used as an operand to the
2726    '<a href="#i_indirectbr"><tt>indirectbr</tt></a>' instruction, or for
2727    comparisons against null. Pointer equality tests between labels addresses
2728    results in undefined behavior &mdash; though, again, comparison against null
2729    is ok, and no label is equal to the null pointer. This may be passed around
2730    as an opaque pointer sized value as long as the bits are not inspected. This
2731    allows <tt>ptrtoint</tt> and arithmetic to be performed on these values so
2732    long as the original value is reconstituted before the <tt>indirectbr</tt>
2733    instruction.</p>
2734
2735 <p>Finally, some targets may provide defined semantics when using the value as
2736    the operand to an inline assembly, but that is target specific.</p>
2737
2738 </div>
2739
2740
2741 <!-- ======================================================================= -->
2742 <h3>
2743   <a name="constantexprs">Constant Expressions</a>
2744 </h3>
2745
2746 <div>
2747
2748 <p>Constant expressions are used to allow expressions involving other constants
2749    to be used as constants.  Constant expressions may be of
2750    any <a href="#t_firstclass">first class</a> type and may involve any LLVM
2751    operation that does not have side effects (e.g. load and call are not
2752    supported). The following is the syntax for constant expressions:</p>
2753
2754 <dl>
2755   <dt><b><tt>trunc (CST to TYPE)</tt></b></dt>
2756   <dd>Truncate a constant to another type. The bit size of CST must be larger
2757       than the bit size of TYPE. Both types must be integers.</dd>
2758
2759   <dt><b><tt>zext (CST to TYPE)</tt></b></dt>
2760   <dd>Zero extend a constant to another type. The bit size of CST must be
2761       smaller than the bit size of TYPE.  Both types must be integers.</dd>
2762
2763   <dt><b><tt>sext (CST to TYPE)</tt></b></dt>
2764   <dd>Sign extend a constant to another type. The bit size of CST must be
2765       smaller than the bit size of TYPE.  Both types must be integers.</dd>
2766
2767   <dt><b><tt>fptrunc (CST to TYPE)</tt></b></dt>
2768   <dd>Truncate a floating point constant to another floating point type. The
2769       size of CST must be larger than the size of TYPE. Both types must be
2770       floating point.</dd>
2771
2772   <dt><b><tt>fpext (CST to TYPE)</tt></b></dt>
2773   <dd>Floating point extend a constant to another type. The size of CST must be
2774       smaller or equal to the size of TYPE. Both types must be floating
2775       point.</dd>
2776
2777   <dt><b><tt>fptoui (CST to TYPE)</tt></b></dt>
2778   <dd>Convert a floating point constant to the corresponding unsigned integer
2779       constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST must be of
2780       scalar or vector floating point type. Both CST and TYPE must be scalars,
2781       or vectors of the same number of elements. If the value won't fit in the
2782       integer type, the results are undefined.</dd>
2783
2784   <dt><b><tt>fptosi (CST to TYPE)</tt></b></dt>
2785   <dd>Convert a floating point constant to the corresponding signed integer
2786       constant.  TYPE must be a scalar or vector integer type. CST must be of
2787       scalar or vector floating point type. Both CST and TYPE must be scalars,
2788       or vectors of the same number of elements. If the value won't fit in the
2789       integer type, the results are undefined.</dd>
2790
2791   <dt><b><tt>uitofp (CST to TYPE)</tt></b></dt>
2792   <dd>Convert an unsigned integer constant to the corresponding floating point
2793       constant. TYPE must be a scalar or vector floating point type. CST must be
2794       of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must be scalars, or
2795       vectors of the same number of elements. If the value won't fit in the
2796       floating point type, the results are undefined.</dd>
2797
2798   <dt><b><tt>sitofp (CST to TYPE)</tt></b></dt>
2799   <dd>Convert a signed integer constant to the corresponding floating point
2800       constant. TYPE must be a scalar or vector floating point type. CST must be
2801       of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must be scalars, or
2802       vectors of the same number of elements. If the value won't fit in the
2803       floating point type, the results are undefined.</dd>
2804
2805   <dt><b><tt>ptrtoint (CST to TYPE)</tt></b></dt>
2806   <dd>Convert a pointer typed constant to the corresponding integer constant
2807       <tt>TYPE</tt> must be an integer type. <tt>CST</tt> must be of pointer
2808       type. The <tt>CST</tt> value is zero extended, truncated, or unchanged to
2809       make it fit in <tt>TYPE</tt>.</dd>
2810
2811   <dt><b><tt>inttoptr (CST to TYPE)</tt></b></dt>
2812   <dd>Convert an integer constant to a pointer constant.  TYPE must be a pointer
2813       type.  CST must be of integer type. The CST value is zero extended,
2814       truncated, or unchanged to make it fit in a pointer size. This one is
2815       <i>really</i> dangerous!</dd>
2816
2817   <dt><b><tt>bitcast (CST to TYPE)</tt></b></dt>
2818   <dd>Convert a constant, CST, to another TYPE. The constraints of the operands
2819       are the same as those for the <a href="#i_bitcast">bitcast
2820       instruction</a>.</dd>
2821
2822   <dt><b><tt>getelementptr (CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)</tt></b></dt>
2823   <dt><b><tt>getelementptr inbounds (CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)</tt></b></dt>
2824   <dd>Perform the <a href="#i_getelementptr">getelementptr operation</a> on
2825       constants.  As with the <a href="#i_getelementptr">getelementptr</a>
2826       instruction, the index list may have zero or more indexes, which are
2827       required to make sense for the type of "CSTPTR".</dd>
2828
2829   <dt><b><tt>select (COND, VAL1, VAL2)</tt></b></dt>
2830   <dd>Perform the <a href="#i_select">select operation</a> on constants.</dd>
2831
2832   <dt><b><tt>icmp COND (VAL1, VAL2)</tt></b></dt>
2833   <dd>Performs the <a href="#i_icmp">icmp operation</a> on constants.</dd>
2834
2835   <dt><b><tt>fcmp COND (VAL1, VAL2)</tt></b></dt>
2836   <dd>Performs the <a href="#i_fcmp">fcmp operation</a> on constants.</dd>
2837
2838   <dt><b><tt>extractelement (VAL, IDX)</tt></b></dt>
2839   <dd>Perform the <a href="#i_extractelement">extractelement operation</a> on
2840       constants.</dd>
2841
2842   <dt><b><tt>insertelement (VAL, ELT, IDX)</tt></b></dt>
2843   <dd>Perform the <a href="#i_insertelement">insertelement operation</a> on
2844     constants.</dd>
2845
2846   <dt><b><tt>shufflevector (VEC1, VEC2, IDXMASK)</tt></b></dt>
2847   <dd>Perform the <a href="#i_shufflevector">shufflevector operation</a> on
2848       constants.</dd>
2849
2850   <dt><b><tt>extractvalue (VAL, IDX0, IDX1, ...)</tt></b></dt>
2851   <dd>Perform the <a href="#i_extractvalue">extractvalue operation</a> on
2852     constants. The index list is interpreted in a similar manner as indices in
2853     a '<a href="#i_getelementptr">getelementptr</a>' operation. At least one
2854     index value must be specified.</dd>
2855
2856   <dt><b><tt>insertvalue (VAL, ELT, IDX0, IDX1, ...)</tt></b></dt>
2857   <dd>Perform the <a href="#i_insertvalue">insertvalue operation</a> on
2858     constants. The index list is interpreted in a similar manner as indices in
2859     a '<a href="#i_getelementptr">getelementptr</a>' operation. At least one
2860     index value must be specified.</dd>
2861
2862   <dt><b><tt>OPCODE (LHS, RHS)</tt></b></dt>
2863   <dd>Perform the specified operation of the LHS and RHS constants. OPCODE may
2864       be any of the <a href="#binaryops">binary</a>
2865       or <a href="#bitwiseops">bitwise binary</a> operations.  The constraints
2866       on operands are the same as those for the corresponding instruction
2867       (e.g. no bitwise operations on floating point values are allowed).</dd>
2868 </dl>
2869
2870 </div>
2871
2872 </div>
2873
2874 <!-- *********************************************************************** -->
2875 <h2><a name="othervalues">Other Values</a></h2>
2876 <!-- *********************************************************************** -->
2877 <div>
2878 <!-- ======================================================================= -->
2879 <h3>
2880 <a name="inlineasm">Inline Assembler Expressions</a>
2881 </h3>
2882
2883 <div>
2884
2885 <p>LLVM supports inline assembler expressions (as opposed
2886    to <a href="#moduleasm">Module-Level Inline Assembly</a>) through the use of
2887    a special value.  This value represents the inline assembler as a string
2888    (containing the instructions to emit), a list of operand constraints (stored
2889    as a string), a flag that indicates whether or not the inline asm
2890    expression has side effects, and a flag indicating whether the function
2891    containing the asm needs to align its stack conservatively.  An example
2892    inline assembler expression is:</p>
2893
2894 <pre class="doc_code">
2895 i32 (i32) asm "bswap $0", "=r,r"
2896 </pre>
2897
2898 <p>Inline assembler expressions may <b>only</b> be used as the callee operand of
2899    a <a href="#i_call"><tt>call</tt></a> or an
2900    <a href="#i_invoke"><tt>invoke</tt></a> instruction.
2901    Thus, typically we have:</p>
2902
2903 <pre class="doc_code">
2904 %X = call i32 asm "<a href="#int_bswap">bswap</a> $0", "=r,r"(i32 %Y)
2905 </pre>
2906
2907 <p>Inline asms with side effects not visible in the constraint list must be
2908    marked as having side effects.  This is done through the use of the
2909    '<tt>sideeffect</tt>' keyword, like so:</p>
2910
2911 <pre class="doc_code">
2912 call void asm sideeffect "eieio", ""()
2913 </pre>
2914
2915 <p>In some cases inline asms will contain code that will not work unless the
2916    stack is aligned in some way, such as calls or SSE instructions on x86,
2917    yet will not contain code that does that alignment within the asm.
2918    The compiler should make conservative assumptions about what the asm might
2919    contain and should generate its usual stack alignment code in the prologue
2920    if the '<tt>alignstack</tt>' keyword is present:</p>
2921
2922 <pre class="doc_code">
2923 call void asm alignstack "eieio", ""()
2924 </pre>
2925
2926 <p>Inline asms also support using non-standard assembly dialects.  The assumed
2927    dialect is ATT.  When the '<tt>inteldialect</tt>' keyword is present, the
2928    inline asm is using the Intel dialect.  Currently, ATT and Intel are the
2929    only supported dialects.  An example is:</p>
2930
2931 <pre class="doc_code">
2932 call void asm inteldialect "eieio", ""()
2933 </pre>
2934
2935 <p>If multiple keywords appear the '<tt>sideeffect</tt>' keyword must come
2936    first, the '<tt>alignstack</tt>' keyword second and the
2937    '<tt>inteldialect</tt>' keyword last.</p>
2938
2939 <!--
2940 <p>TODO: The format of the asm and constraints string still need to be
2941    documented here.  Constraints on what can be done (e.g. duplication, moving,
2942    etc need to be documented).  This is probably best done by reference to
2943    another document that covers inline asm from a holistic perspective.</p>
2944   -->
2945
2946 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2947 <h4>
2948   <a name="inlineasm_md">Inline Asm Metadata</a>
2949 </h4>
2950
2951 <div>
2952
2953 <p>The call instructions that wrap inline asm nodes may have a
2954    "<tt>!srcloc</tt>" MDNode attached to it that contains a list of constant
2955    integers.  If present, the code generator will use the integer as the
2956    location cookie value when report errors through the <tt>LLVMContext</tt>
2957    error reporting mechanisms.  This allows a front-end to correlate backend
2958    errors that occur with inline asm back to the source code that produced it.
2959    For example:</p>
2960
2961 <pre class="doc_code">
2962 call void asm sideeffect "something bad", ""()<b>, !srcloc !42</b>
2963 ...
2964 !42 = !{ i32 1234567 }
2965 </pre>
2966
2967 <p>It is up to the front-end to make sense of the magic numbers it places in the
2968    IR. If the MDNode contains multiple constants, the code generator will use
2969    the one that corresponds to the line of the asm that the error occurs on.</p>
2970
2971 </div>
2972
2973 </div>
2974
2975 <!-- ======================================================================= -->
2976 <h3>
2977   <a name="metadata">Metadata Nodes and Metadata Strings</a>
2978 </h3>
2979
2980 <div>
2981
2982 <p>LLVM IR allows metadata to be attached to instructions in the program that
2983    can convey extra information about the code to the optimizers and code
2984    generator.  One example application of metadata is source-level debug
2985    information.  There are two metadata primitives: strings and nodes. All
2986    metadata has the <tt>metadata</tt> type and is identified in syntax by a
2987    preceding exclamation point ('<tt>!</tt>').</p>
2988
2989 <p>A metadata string is a string surrounded by double quotes.  It can contain
2990    any character by escaping non-printable characters with "<tt>\xx</tt>" where
2991    "<tt>xx</tt>" is the two digit hex code.  For example:
2992    "<tt>!"test\00"</tt>".</p>
2993
2994 <p>Metadata nodes are represented with notation similar to structure constants
2995    (a comma separated list of elements, surrounded by braces and preceded by an
2996    exclamation point). Metadata nodes can have any values as their operand. For
2997    example:</p>
2998
2999 <div class="doc_code">
3000 <pre>
3001 !{ metadata !"test\00", i32 10}
3002 </pre>
3003 </div>
3004
3005 <p>A <a href="#namedmetadatastructure">named metadata</a> is a collection of
3006    metadata nodes, which can be looked up in the module symbol table. For
3007    example:</p>
3008
3009 <div class="doc_code">
3010 <pre>
3011 !foo =  metadata !{!4, !3}
3012 </pre>
3013 </div>
3014
3015 <p>Metadata can be used as function arguments. Here <tt>llvm.dbg.value</tt>
3016    function is using two metadata arguments:</p>
3017
3018 <div class="doc_code">
3019 <pre>
3020 call void @llvm.dbg.value(metadata !24, i64 0, metadata !25)
3021 </pre>
3022 </div>
3023
3024 <p>Metadata can be attached with an instruction. Here metadata <tt>!21</tt> is
3025    attached to the <tt>add</tt> instruction using the <tt>!dbg</tt>
3026    identifier:</p>
3027
3028 <div class="doc_code">
3029 <pre>
3030 %indvar.next = add i64 %indvar, 1, !dbg !21
3031 </pre>
3032 </div>
3033
3034 <p>More information about specific metadata nodes recognized by the optimizers
3035    and code generator is found below.</p>
3036
3037 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3038 <h4>
3039   <a name="tbaa">'<tt>tbaa</tt>' Metadata</a>
3040 </h4>
3041
3042 <div>
3043
3044 <p>In LLVM IR, memory does not have types, so LLVM's own type system is not
3045    suitable for doing TBAA. Instead, metadata is added to the IR to describe
3046    a type system of a higher level language. This can be used to implement
3047    typical C/C++ TBAA, but it can also be used to implement custom alias
3048    analysis behavior for other languages.</p>
3049
3050 <p>The current metadata format is very simple. TBAA metadata nodes have up to
3051    three fields, e.g.:</p>
3052
3053 <div class="doc_code">
3054 <pre>
3055 !0 = metadata !{ metadata !"an example type tree" }
3056 !1 = metadata !{ metadata !"int", metadata !0 }
3057 !2 = metadata !{ metadata !"float", metadata !0 }
3058 !3 = metadata !{ metadata !"const float", metadata !2, i64 1 }
3059 </pre>
3060 </div>
3061
3062 <p>The first field is an identity field. It can be any value, usually
3063    a metadata string, which uniquely identifies the type. The most important
3064    name in the tree is the name of the root node. Two trees with
3065    different root node names are entirely disjoint, even if they
3066    have leaves with common names.</p>
3067
3068 <p>The second field identifies the type's parent node in the tree, or
3069    is null or omitted for a root node. A type is considered to alias
3070    all of its descendants and all of its ancestors in the tree. Also,
3071    a type is considered to alias all types in other trees, so that
3072    bitcode produced from multiple front-ends is handled conservatively.</p>
3073
3074 <p>If the third field is present, it's an integer which if equal to 1
3075    indicates that the type is "constant" (meaning
3076    <tt>pointsToConstantMemory</tt> should return true; see
3077    <a href="AliasAnalysis.html#OtherItfs">other useful
3078    <tt>AliasAnalysis</tt> methods</a>).</p>
3079
3080 </div>
3081
3082 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3083 <h4>
3084   <a name="tbaa.struct">'<tt>tbaa.struct</tt>' Metadata</a>
3085 </h4>
3086
3087 <div>
3088
3089 <p>The <a href="#int_memcpy"><tt>llvm.memcpy</tt></a> is often used to implement
3090 aggregate assignment operations in C and similar languages, however it is
3091 defined to copy a contiguous region of memory, which is more than strictly
3092 necessary for aggregate types which contain holes due to padding. Also, it
3093 doesn't contain any TBAA information about the fields of the aggregate.</p>
3094
3095 <p><tt>!tbaa.struct</tt> metadata can describe which memory subregions in a memcpy
3096 are padding and what the TBAA tags of the struct are.</p>
3097
3098 <p>The current metadata format is very simple. <tt>!tbaa.struct</tt> metadata nodes
3099    are a list of operands which are in conceptual groups of three. For each
3100    group of three, the first operand gives the byte offset of a field in bytes,
3101    the second gives its size in bytes, and the third gives its
3102    tbaa tag. e.g.:</p>
3103
3104 <div class="doc_code">
3105 <pre>
3106 !4 = metadata !{ i64 0, i64 4, metadata !1, i64 8, i64 4, metadata !2 }
3107 </pre>
3108 </div>
3109
3110 <p>This describes a struct with two fields. The first is at offset 0 bytes
3111    with size 4 bytes, and has tbaa tag !1. The second is at offset 8 bytes
3112    and has size 4 bytes and has tbaa tag !2.</p>
3113
3114 <p>Note that the fields need not be contiguous. In this example, there is a
3115    4 byte gap between the two fields. This gap represents padding which
3116    does not carry useful data and need not be preserved.</p>
3117
3118 </div>
3119
3120 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3121 <h4>
3122   <a name="fpmath">'<tt>fpmath</tt>' Metadata</a>
3123 </h4>
3124
3125 <div>
3126
3127 <p><tt>fpmath</tt> metadata may be attached to any instruction of floating point
3128   type.  It can be used to express the maximum acceptable error in the result of
3129   that instruction, in ULPs, thus potentially allowing the compiler to use a
3130   more efficient but less accurate method of computing it.  ULP is defined as
3131   follows:</p>
3132
3133 <blockquote>
3134
3135 <p>If <tt>x</tt> is a real number that lies between two finite consecutive
3136    floating-point numbers <tt>a</tt> and <tt>b</tt>, without being equal to one
3137    of them, then <tt>ulp(x) = |b - a|</tt>, otherwise <tt>ulp(x)</tt> is the
3138    distance between the two non-equal finite floating-point numbers nearest
3139    <tt>x</tt>. Moreover, <tt>ulp(NaN)</tt> is <tt>NaN</tt>.</p>
3140
3141 </blockquote>
3142
3143 <p>The metadata node shall consist of a single positive floating point number
3144    representing the maximum relative error, for example:</p>
3145
3146 <div class="doc_code">
3147 <pre>
3148 !0 = metadata !{ float 2.5 } ; maximum acceptable inaccuracy is 2.5 ULPs
3149 </pre>
3150 </div>
3151
3152 </div>
3153
3154 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3155 <h4>
3156   <a name="range">'<tt>range</tt>' Metadata</a>
3157 </h4>
3158
3159 <div>
3160 <p><tt>range</tt> metadata may be attached only to loads of integer types. It
3161    expresses the possible ranges the loaded value is in. The ranges are
3162    represented with a flattened list of integers. The loaded value is known to
3163    be in the union of the ranges defined by each consecutive pair. Each pair
3164    has the following properties:</p>
3165 <ul>
3166    <li>The type must match the type loaded by the instruction.</li>
3167    <li>The pair <tt>a,b</tt> represents the range <tt>[a,b)</tt>.</li>
3168    <li>Both <tt>a</tt> and <tt>b</tt> are constants.</li>
3169    <li>The range is allowed to wrap.</li>
3170    <li>The range should not represent the full or empty set. That is,
3171        <tt>a!=b</tt>. </li>
3172 </ul>
3173 <p> In addition, the pairs must be in signed order of the lower bound and
3174   they must be non-contiguous.</p>
3175
3176 <p>Examples:</p>
3177 <div class="doc_code">
3178 <pre>
3179   %a = load i8* %x, align 1, !range !0 ; Can only be 0 or 1
3180   %b = load i8* %y, align 1, !range !1 ; Can only be 255 (-1), 0 or 1
3181   %c = load i8* %z, align 1, !range !2 ; Can only be 0, 1, 3, 4 or 5
3182   %d = load i8* %z, align 1, !range !3 ; Can only be -2, -1, 3, 4 or 5
3183 ...
3184 !0 = metadata !{ i8 0, i8 2 }
3185 !1 = metadata !{ i8 255, i8 2 }
3186 !2 = metadata !{ i8 0, i8 2, i8 3, i8 6 }
3187 !3 = metadata !{ i8 -2, i8 0, i8 3, i8 6 }
3188 </pre>
3189 </div>
3190 </div>
3191 </div>
3192
3193 </div>
3194
3195 <!-- *********************************************************************** -->
3196 <h2>
3197   <a name="module_flags">Module Flags Metadata</a>
3198 </h2>
3199 <!-- *********************************************************************** -->
3200
3201 <div>
3202
3203 <p>Information about the module as a whole is difficult to convey to LLVM's
3204    subsystems. The LLVM IR isn't sufficient to transmit this
3205    information. The <tt>llvm.module.flags</tt> named metadata exists in order to
3206    facilitate this. These flags are in the form of key / value pairs &mdash;
3207    much like a dictionary &mdash; making it easy for any subsystem who cares
3208    about a flag to look it up.</p>
3209
3210 <p>The <tt>llvm.module.flags</tt> metadata contains a list of metadata
3211    triplets. Each triplet has the following form:</p>
3212
3213 <ul>
3214   <li>The first element is a <i>behavior</i> flag, which specifies the behavior
3215       when two (or more) modules are merged together, and it encounters two (or
3216       more) metadata with the same ID. The supported behaviors are described
3217       below.</li>
3218
3219   <li>The second element is a metadata string that is a unique ID for the
3220       metadata. How each ID is interpreted is documented below.</li>
3221
3222   <li>The third element is the value of the flag.</li>
3223 </ul>
3224
3225 <p>When two (or more) modules are merged together, the resulting
3226    <tt>llvm.module.flags</tt> metadata is the union of the
3227    modules' <tt>llvm.module.flags</tt> metadata. The only exception being a flag
3228    with the <i>Override</i> behavior, which may override another flag's value
3229    (see below).</p>
3230
3231 <p>The following behaviors are supported:</p>
3232
3233 <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="4">
3234   <tbody>
3235     <tr>
3236       <th>Value</th>
3237       <th>Behavior</th>
3238     </tr>
3239     <tr>
3240       <td>1</td>
3241       <td align="left">
3242         <dl>
3243           <dt><b>Error</b></dt>
3244           <dd>Emits an error if two values disagree. It is an error to have an ID
3245               with both an Error and a Warning behavior.</dd>
3246         </dl>
3247       </td>
3248     </tr>
3249     <tr>
3250       <td>2</td>
3251       <td align="left">
3252         <dl>
3253           <dt><b>Warning</b></dt>
3254           <dd>Emits a warning if two values disagree.</dd>
3255         </dl>
3256       </td>
3257     </tr>
3258     <tr>
3259       <td>3</td>
3260       <td align="left">
3261         <dl>
3262           <dt><b>Require</b></dt>
3263           <dd>Emits an error when the specified value is not present or doesn't
3264               have the specified value. It is an error for two (or more)
3265               <tt>llvm.module.flags</tt> with the same ID to have the Require
3266               behavior but different values. There may be multiple Require flags
3267               per ID.</dd>
3268         </dl>
3269       </td>
3270     </tr>
3271     <tr>
3272       <td>4</td>
3273       <td align="left">
3274         <dl>
3275           <dt><b>Override</b></dt>
3276           <dd>Uses the specified value if the two values disagree. It is an
3277               error for two (or more) <tt>llvm.module.flags</tt> with the same
3278               ID to have the Override behavior but different values.</dd>
3279         </dl>
3280       </td>
3281     </tr>
3282   </tbody>
3283 </table>
3284
3285 <p>An example of module flags:</p>
3286
3287 <pre class="doc_code">
3288 !0 = metadata !{ i32 1, metadata !"foo", i32 1 }
3289 !1 = metadata !{ i32 4, metadata !"bar", i32 37 }
3290 !2 = metadata !{ i32 2, metadata !"qux", i32 42 }
3291 !3 = metadata !{ i32 3, metadata !"qux",
3292   metadata !{
3293     metadata !"foo", i32 1
3294   }
3295 }
3296 !llvm.module.flags = !{ !0, !1, !2, !3 }
3297 </pre>
3298
3299 <ul>
3300   <li><p>Metadata <tt>!0</tt> has the ID <tt>!"foo"</tt> and the value '1'. The
3301          behavior if two or more <tt>!"foo"</tt> flags are seen is to emit an
3302          error if their values are not equal.</p></li>
3303
3304   <li><p>Metadata <tt>!1</tt> has the ID <tt>!"bar"</tt> and the value '37'. The
3305          behavior if two or more <tt>!"bar"</tt> flags are seen is to use the
3306          value '37' if their values are not equal.</p></li>
3307
3308   <li><p>Metadata <tt>!2</tt> has the ID <tt>!"qux"</tt> and the value '42'. The
3309          behavior if two or more <tt>!"qux"</tt> flags are seen is to emit a
3310          warning if their values are not equal.</p></li>
3311
3312   <li><p>Metadata <tt>!3</tt> has the ID <tt>!"qux"</tt> and the value:</p>
3313
3314 <pre class="doc_code">
3315 metadata !{ metadata !"foo", i32 1 }
3316 </pre>
3317
3318       <p>The behavior is to emit an error if the <tt>llvm.module.flags</tt> does
3319          not contain a flag with the ID <tt>!"foo"</tt> that has the value
3320          '1'. If two or more <tt>!"qux"</tt> flags exist, then they must have
3321          the same value or an error will be issued.</p></li>
3322 </ul>
3323
3324
3325 <!-- ======================================================================= -->
3326 <h3>
3327 <a name="objc_gc_flags">Objective-C Garbage Collection Module Flags Metadata</a>
3328 </h3>
3329
3330 <div>
3331
3332 <p>On the Mach-O platform, Objective-C stores metadata about garbage collection
3333    in a special section called "image info". The metadata consists of a version
3334    number and a bitmask specifying what types of garbage collection are
3335    supported (if any) by the file. If two or more modules are linked together
3336    their garbage collection metadata needs to be merged rather than appended
3337    together.</p>
3338
3339 <p>The Objective-C garbage collection module flags metadata consists of the
3340    following key-value pairs:</p>
3341
3342 <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="4">
3343   <col width="30%">
3344   <tbody>
3345     <tr>
3346       <th>Key</th>
3347       <th>Value</th>
3348     </tr>
3349     <tr>
3350       <td><tt>Objective-C&nbsp;Version</tt></td>
3351       <td align="left"><b>[Required]</b> &mdash; The Objective-C ABI
3352          version. Valid values are 1 and 2.</td>
3353     </tr>
3354     <tr>
3355       <td><tt>Objective-C&nbsp;Image&nbsp;Info&nbsp;Version</tt></td>
3356       <td align="left"><b>[Required]</b> &mdash; The version of the image info
3357          section. Currently always 0.</td>
3358     </tr>
3359     <tr>
3360       <td><tt>Objective-C&nbsp;Image&nbsp;Info&nbsp;Section</tt></td>
3361       <td align="left"><b>[Required]</b> &mdash; The section to place the
3362          metadata. Valid values are <tt>"__OBJC, __image_info, regular"</tt> for
3363          Objective-C ABI version 1, and <tt>"__DATA,__objc_imageinfo, regular,
3364          no_dead_strip"</tt> for Objective-C ABI version 2.</td>
3365     </tr>
3366     <tr>
3367       <td><tt>Objective-C&nbsp;Garbage&nbsp;Collection</tt></td>
3368       <td align="left"><b>[Required]</b> &mdash; Specifies whether garbage
3369           collection is supported or not. Valid values are 0, for no garbage
3370           collection, and 2, for garbage collection supported.</td>
3371     </tr>
3372     <tr>
3373       <td><tt>Objective-C&nbsp;GC&nbsp;Only</tt></td>
3374       <td align="left"><b>[Optional]</b> &mdash; Specifies that only garbage
3375          collection is supported. If present, its value must be 6. This flag
3376          requires that the <tt>Objective-C Garbage Collection</tt> flag have the
3377          value 2.</td>
3378     </tr>
3379   </tbody>
3380 </table>
3381
3382 <p>Some important flag interactions:</p>
3383
3384 <ul>
3385   <li>If a module with <tt>Objective-C Garbage Collection</tt> set to 0 is
3386       merged with a module with <tt>Objective-C Garbage Collection</tt> set to
3387       2, then the resulting module has the <tt>Objective-C Garbage
3388       Collection</tt> flag set to 0.</li>
3389
3390   <li>A module with <tt>Objective-C Garbage Collection</tt> set to 0 cannot be
3391       merged with a module with <tt>Objective-C GC Only</tt> set to 6.</li>
3392 </ul>
3393
3394 </div>
3395
3396 </div>
3397
3398 <!-- *********************************************************************** -->
3399 <h2>
3400   <a name="intrinsic_globals">Intrinsic Global Variables</a>
3401 </h2>
3402 <!-- *********************************************************************** -->
3403 <div>
3404 <p>LLVM has a number of "magic" global variables that contain data that affect
3405 code generation or other IR semantics.  These are documented here.  All globals
3406 of this sort should have a section specified as "<tt>llvm.metadata</tt>".  This
3407 section and all globals that start with "<tt>llvm.</tt>" are reserved for use
3408 by LLVM.</p>
3409
3410 <!-- ======================================================================= -->
3411 <h3>
3412 <a name="intg_used">The '<tt>llvm.used</tt>' Global Variable</a>
3413 </h3>
3414
3415 <div>
3416
3417 <p>The <tt>@llvm.used</tt> global is an array with i8* element type which has <a
3418 href="#linkage_appending">appending linkage</a>.  This array contains a list of
3419 pointers to global variables and functions which may optionally have a pointer
3420 cast formed of bitcast or getelementptr.  For example, a legal use of it is:</p>
3421
3422 <div class="doc_code">
3423 <pre>
3424 @X = global i8 4
3425 @Y = global i32 123
3426
3427 @llvm.used = appending global [2 x i8*] [
3428    i8* @X,
3429    i8* bitcast (i32* @Y to i8*)
3430 ], section "llvm.metadata"
3431 </pre>
3432 </div>
3433
3434 <p>If a global variable appears in the <tt>@llvm.used</tt> list, then the
3435    compiler, assembler, and linker are required to treat the symbol as if there
3436    is a reference to the global that it cannot see.  For example, if a variable
3437    has internal linkage and no references other than that from
3438    the <tt>@llvm.used</tt> list, it cannot be deleted.  This is commonly used to
3439    represent references from inline asms and other things the compiler cannot
3440    "see", and corresponds to "<tt>attribute((used))</tt>" in GNU C.</p>
3441
3442 <p>On some targets, the code generator must emit a directive to the assembler or
3443    object file to prevent the assembler and linker from molesting the
3444    symbol.</p>
3445
3446 </div>
3447
3448 <!-- ======================================================================= -->
3449 <h3>
3450   <a name="intg_compiler_used">
3451     The '<tt>llvm.compiler.used</tt>' Global Variable
3452   </a>
3453 </h3>
3454
3455 <div>
3456
3457 <p>The <tt>@llvm.compiler.used</tt> directive is the same as the
3458    <tt>@llvm.used</tt> directive, except that it only prevents the compiler from
3459    touching the symbol.  On targets that support it, this allows an intelligent
3460    linker to optimize references to the symbol without being impeded as it would
3461    be by <tt>@llvm.used</tt>.</p>
3462
3463 <p>This is a rare construct that should only be used in rare circumstances, and
3464    should not be exposed to source languages.</p>
3465
3466 </div>
3467
3468 <!-- ======================================================================= -->
3469 <h3>
3470 <a name="intg_global_ctors">The '<tt>llvm.global_ctors</tt>' Global Variable</a>
3471 </h3>
3472
3473 <div>
3474
3475 <div class="doc_code">
3476 <pre>
3477 %0 = type { i32, void ()* }
3478 @llvm.global_ctors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @ctor }]
3479 </pre>
3480 </div>
3481
3482 <p>The <tt>@llvm.global_ctors</tt> array contains a list of constructor
3483    functions and associated priorities.  The functions referenced by this array
3484    will be called in ascending order of priority (i.e. lowest first) when the
3485    module is loaded.  The order of functions with the same priority is not
3486    defined.</p>
3487
3488 </div>
3489
3490 <!-- ======================================================================= -->
3491 <h3>
3492 <a name="intg_global_dtors">The '<tt>llvm.global_dtors</tt>' Global Variable</a>
3493 </h3>
3494
3495 <div>
3496
3497 <div class="doc_code">
3498 <pre>
3499 %0 = type { i32, void ()* }
3500 @llvm.global_dtors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @dtor }]
3501 </pre>
3502 </div>
3503
3504 <p>The <tt>@llvm.global_dtors</tt> array contains a list of destructor functions
3505    and associated priorities.  The functions referenced by this array will be
3506    called in descending order of priority (i.e. highest first) when the module
3507    is loaded.  The order of functions with the same priority is not defined.</p>
3508
3509 </div>
3510
3511 </div>
3512
3513 <!-- *********************************************************************** -->
3514 <h2><a name="instref">Instruction Reference</a></h2>
3515 <!-- *********************************************************************** -->
3516
3517 <div>
3518
3519 <p>The LLVM instruction set consists of several different classifications of
3520    instructions: <a href="#terminators">terminator
3521    instructions</a>, <a href="#binaryops">binary instructions</a>,
3522    <a href="#bitwiseops">bitwise binary instructions</a>,
3523    <a href="#memoryops">memory instructions</a>, and
3524    <a href="#otherops">other instructions</a>.</p>
3525
3526 <!-- ======================================================================= -->
3527 <h3>
3528   <a name="terminators">Terminator Instructions</a>
3529 </h3>
3530
3531 <div>
3532
3533 <p>As mentioned <a href="#functionstructure">previously</a>, every basic block
3534    in a program ends with a "Terminator" instruction, which indicates which
3535    block should be executed after the current block is finished. These
3536    terminator instructions typically yield a '<tt>void</tt>' value: they produce
3537    control flow, not values (the one exception being the
3538    '<a href="#i_invoke"><tt>invoke</tt></a>' instruction).</p>
3539
3540 <p>The terminator instructions are:
3541    '<a href="#i_ret"><tt>ret</tt></a>',
3542    '<a href="#i_br"><tt>br</tt></a>',
3543    '<a href="#i_switch"><tt>switch</tt></a>',
3544    '<a href="#i_indirectbr"><tt>indirectbr</tt></a>',
3545    '<a href="#i_invoke"><tt>invoke</tt></a>',
3546    '<a href="#i_resume"><tt>resume</tt></a>', and
3547    '<a href="#i_unreachable"><tt>unreachable</tt></a>'.</p>
3548
3549 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3550 <h4>
3551   <a name="i_ret">'<tt>ret</tt>' Instruction</a>
3552 </h4>
3553
3554 <div>
3555
3556 <h5>Syntax:</h5>
3557 <pre>
3558   ret &lt;type&gt; &lt;value&gt;       <i>; Return a value from a non-void function</i>
3559   ret void                 <i>; Return from void function</i>
3560 </pre>
3561
3562 <h5>Overview:</h5>
3563 <p>The '<tt>ret</tt>' instruction is used to return control flow (and optionally
3564    a value) from a function back to the caller.</p>
3565
3566 <p>There are two forms of the '<tt>ret</tt>' instruction: one that returns a
3567    value and then causes control flow, and one that just causes control flow to
3568    occur.</p>
3569
3570 <h5>Arguments:</h5>
3571 <p>The '<tt>ret</tt>' instruction optionally accepts a single argument, the
3572    return value. The type of the return value must be a
3573    '<a href="#t_firstclass">first class</a>' type.</p>
3574
3575 <p>A function is not <a href="#wellformed">well formed</a> if it it has a
3576    non-void return type and contains a '<tt>ret</tt>' instruction with no return
3577    value or a return value with a type that does not match its type, or if it
3578    has a void return type and contains a '<tt>ret</tt>' instruction with a
3579    return value.</p>
3580
3581 <h5>Semantics:</h5>
3582 <p>When the '<tt>ret</tt>' instruction is executed, control flow returns back to
3583    the calling function's context.  If the caller is a
3584    "<a href="#i_call"><tt>call</tt></a>" instruction, execution continues at the
3585    instruction after the call.  If the caller was an
3586    "<a href="#i_invoke"><tt>invoke</tt></a>" instruction, execution continues at
3587    the beginning of the "normal" destination block.  If the instruction returns
3588    a value, that value shall set the call or invoke instruction's return
3589    value.</p>
3590
3591 <h5>Example:</h5>
3592 <pre>
3593   ret i32 5                       <i>; Return an integer value of 5</i>
3594   ret void                        <i>; Return from a void function</i>
3595   ret { i32, i8 } { i32 4, i8 2 } <i>; Return a struct of values 4 and 2</i>
3596 </pre>
3597
3598 </div>
3599 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3600 <h4>
3601   <a name="i_br">'<tt>br</tt>' Instruction</a>
3602 </h4>
3603
3604 <div>
3605
3606 <h5>Syntax:</h5>
3607 <pre>
3608   br i1 &lt;cond&gt;, label &lt;iftrue&gt;, label &lt;iffalse&gt;
3609   br label &lt;dest&gt;          <i>; Unconditional branch</i>
3610 </pre>
3611
3612 <h5>Overview:</h5>
3613 <p>The '<tt>br</tt>' instruction is used to cause control flow to transfer to a
3614    different basic block in the current function.  There are two forms of this
3615    instruction, corresponding to a conditional branch and an unconditional
3616    branch.</p>
3617
3618 <h5>Arguments:</h5>
3619 <p>The conditional branch form of the '<tt>br</tt>' instruction takes a single
3620    '<tt>i1</tt>' value and two '<tt>label</tt>' values.  The unconditional form
3621    of the '<tt>br</tt>' instruction takes a single '<tt>label</tt>' value as a
3622    target.</p>
3623
3624 <h5>Semantics:</h5>
3625 <p>Upon execution of a conditional '<tt>br</tt>' instruction, the '<tt>i1</tt>'
3626    argument is evaluated.  If the value is <tt>true</tt>, control flows to the
3627    '<tt>iftrue</tt>' <tt>label</tt> argument.  If "cond" is <tt>false</tt>,
3628    control flows to the '<tt>iffalse</tt>' <tt>label</tt> argument.</p>
3629
3630 <h5>Example:</h5>
3631 <pre>
3632 Test:
3633   %cond = <a href="#i_icmp">icmp</a> eq i32 %a, %b
3634   br i1 %cond, label %IfEqual, label %IfUnequal
3635 IfEqual:
3636   <a href="#i_ret">ret</a> i32 1
3637 IfUnequal:
3638   <a href="#i_ret">ret</a> i32 0
3639 </pre>
3640
3641 </div>
3642
3643 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3644 <h4>
3645    <a name="i_switch">'<tt>switch</tt>' Instruction</a>
3646 </h4>
3647
3648 <div>
3649
3650 <h5>Syntax:</h5>
3651 <pre>
3652   switch &lt;intty&gt; &lt;value&gt;, label &lt;defaultdest&gt; [ &lt;intty&gt; &lt;val&gt;, label &lt;dest&gt; ... ]
3653 </pre>
3654
3655 <h5>Overview:</h5>
3656 <p>The '<tt>switch</tt>' instruction is used to transfer control flow to one of
3657    several different places.  It is a generalization of the '<tt>br</tt>'
3658    instruction, allowing a branch to occur to one of many possible
3659    destinations.</p>
3660
3661 <h5>Arguments:</h5>
3662 <p>The '<tt>switch</tt>' instruction uses three parameters: an integer
3663    comparison value '<tt>value</tt>', a default '<tt>label</tt>' destination,
3664    and an array of pairs of comparison value constants and '<tt>label</tt>'s.
3665    The table is not allowed to contain duplicate constant entries.</p>
3666
3667 <h5>Semantics:</h5>
3668 <p>The <tt>switch</tt> instruction specifies a table of values and
3669    destinations. When the '<tt>switch</tt>' instruction is executed, this table
3670    is searched for the given value.  If the value is found, control flow is
3671    transferred to the corresponding destination; otherwise, control flow is
3672    transferred to the default destination.</p>
3673
3674 <h5>Implementation:</h5>
3675 <p>Depending on properties of the target machine and the particular
3676    <tt>switch</tt> instruction, this instruction may be code generated in
3677    different ways.  For example, it could be generated as a series of chained
3678    conditional branches or with a lookup table.</p>
3679
3680 <h5>Example:</h5>
3681 <pre>
3682  <i>; Emulate a conditional br instruction</i>
3683  %Val = <a href="#i_zext">zext</a> i1 %value to i32
3684  switch i32 %Val, label %truedest [ i32 0, label %falsedest ]
3685
3686  <i>; Emulate an unconditional br instruction</i>
3687  switch i32 0, label %dest [ ]
3688
3689  <i>; Implement a jump table:</i>
3690  switch i32 %val, label %otherwise [ i32 0, label %onzero
3691                                      i32 1, label %onone
3692                                      i32 2, label %ontwo ]
3693 </pre>
3694
3695 </div>
3696
3697
3698 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3699 <h4>
3700    <a name="i_indirectbr">'<tt>indirectbr</tt>' Instruction</a>
3701 </h4>
3702
3703 <div>
3704
3705 <h5>Syntax:</h5>
3706 <pre>
3707   indirectbr &lt;somety&gt;* &lt;address&gt;, [ label &lt;dest1&gt;, label &lt;dest2&gt;, ... ]
3708 </pre>
3709
3710 <h5>Overview:</h5>
3711
3712 <p>The '<tt>indirectbr</tt>' instruction implements an indirect branch to a label
3713    within the current function, whose address is specified by
3714    "<tt>address</tt>".  Address must be derived from a <a
3715    href="#blockaddress">blockaddress</a> constant.</p>
3716
3717 <h5>Arguments:</h5>
3718
3719 <p>The '<tt>address</tt>' argument is the address of the label to jump to.  The
3720    rest of the arguments indicate the full set of possible destinations that the
3721    address may point to.  Blocks are allowed to occur multiple times in the
3722    destination list, though this isn't particularly useful.</p>
3723
3724 <p>This destination list is required so that dataflow analysis has an accurate
3725    understanding of the CFG.</p>
3726
3727 <h5>Semantics:</h5>
3728
3729 <p>Control transfers to the block specified in the address argument.  All
3730    possible destination blocks must be listed in the label list, otherwise this
3731    instruction has undefined behavior.  This implies that jumps to labels
3732    defined in other functions have undefined behavior as well.</p>
3733
3734 <h5>Implementation:</h5>
3735
3736 <p>This is typically implemented with a jump through a register.</p>
3737
3738 <h5>Example:</h5>
3739 <pre>
3740  indirectbr i8* %Addr, [ label %bb1, label %bb2, label %bb3 ]
3741 </pre>
3742
3743 </div>
3744
3745
3746 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3747 <h4>
3748   <a name="i_invoke">'<tt>invoke</tt>' Instruction</a>
3749 </h4>
3750
3751 <div>
3752
3753 <h5>Syntax:</h5>
3754 <pre>
3755   &lt;result&gt; = invoke [<a href="#callingconv">cconv</a>] [<a href="#paramattrs">ret attrs</a>] &lt;ptr to function ty&gt; &lt;function ptr val&gt;(&lt;function args&gt;) [<a href="#fnattrs">fn attrs</a>]
3756                 to label &lt;normal label&gt; unwind label &lt;exception label&gt;
3757 </pre>
3758
3759 <h5>Overview:</h5>
3760 <p>The '<tt>invoke</tt>' instruction causes control to transfer to a specified
3761    function, with the possibility of control flow transfer to either the
3762    '<tt>normal</tt>' label or the '<tt>exception</tt>' label.  If the callee
3763    function returns with the "<tt><a href="#i_ret">ret</a></tt>" instruction,
3764    control flow will return to the "normal" label.  If the callee (or any
3765    indirect callees) returns via the "<a href="#i_resume"><tt>resume</tt></a>"
3766    instruction or other exception handling mechanism, control is interrupted and
3767    continued at the dynamically nearest "exception" label.</p>
3768
3769 <p>The '<tt>exception</tt>' label is a
3770    <i><a href="ExceptionHandling.html#overview">landing pad</a></i> for the
3771    exception. As such, '<tt>exception</tt>' label is required to have the
3772    "<a href="#i_landingpad"><tt>landingpad</tt></a>" instruction, which contains
3773    the information about the behavior of the program after unwinding
3774    happens, as its first non-PHI instruction. The restrictions on the
3775    "<tt>landingpad</tt>" instruction's tightly couples it to the
3776    "<tt>invoke</tt>" instruction, so that the important information contained
3777    within the "<tt>landingpad</tt>" instruction can't be lost through normal
3778    code motion.</p>
3779
3780 <h5>Arguments:</h5>
3781 <p>This instruction requires several arguments:</p>
3782
3783 <ol>
3784   <li>The optional "cconv" marker indicates which <a href="#callingconv">calling
3785       convention</a> the call should use.  If none is specified, the call
3786       defaults to using C calling conventions.</li>
3787
3788   <li>The optional <a href="#paramattrs">Parameter Attributes</a> list for
3789       return values. Only '<tt>zeroext</tt>', '<tt>signext</tt>', and
3790       '<tt>inreg</tt>' attributes are valid here.</li>
3791
3792   <li>'<tt>ptr to function ty</tt>': shall be the signature of the pointer to
3793       function value being invoked.  In most cases, this is a direct function
3794       invocation, but indirect <tt>invoke</tt>s are just as possible, branching
3795       off an arbitrary pointer to function value.</li>
3796
3797   <li>'<tt>function ptr val</tt>': An LLVM value containing a pointer to a
3798       function to be invoked. </li>
3799
3800   <li>'<tt>function args</tt>': argument list whose types match the function
3801       signature argument types and parameter attributes. All arguments must be
3802       of <a href="#t_firstclass">first class</a> type. If the function
3803       signature indicates the function accepts a variable number of arguments,
3804       the extra arguments can be specified.</li>
3805
3806   <li>'<tt>normal label</tt>': the label reached when the called function
3807       executes a '<tt><a href="#i_ret">ret</a></tt>' instruction. </li>
3808
3809   <li>'<tt>exception label</tt>': the label reached when a callee returns via
3810       the <a href="#i_resume"><tt>resume</tt></a> instruction or other exception
3811       handling mechanism.</li>
3812
3813   <li>The optional <a href="#fnattrs">function attributes</a> list. Only
3814       '<tt>noreturn</tt>', '<tt>nounwind</tt>', '<tt>readonly</tt>' and
3815       '<tt>readnone</tt>' attributes are valid here.</li>
3816 </ol>
3817
3818 <h5>Semantics:</h5>
3819 <p>This instruction is designed to operate as a standard
3820    '<tt><a href="#i_call">call</a></tt>' instruction in most regards.  The
3821    primary difference is that it establishes an association with a label, which
3822    is used by the runtime library to unwind the stack.</p>
3823
3824 <p>This instruction is used in languages with destructors to ensure that proper
3825    cleanup is performed in the case of either a <tt>longjmp</tt> or a thrown
3826    exception.  Additionally, this is important for implementation of
3827    '<tt>catch</tt>' clauses in high-level languages that support them.</p>
3828
3829 <p>For the purposes of the SSA form, the definition of the value returned by the
3830    '<tt>invoke</tt>' instruction is deemed to occur on the edge from the current
3831    block to the "normal" label. If the callee unwinds then no return value is
3832    available.</p>
3833
3834 <h5>Example:</h5>
3835 <pre>
3836   %retval = invoke i32 @Test(i32 15) to label %Continue
3837               unwind label %TestCleanup              <i>; {i32}:retval set</i>
3838   %retval = invoke <a href="#callingconv">coldcc</a> i32 %Testfnptr(i32 15) to label %Continue
3839               unwind label %TestCleanup              <i>; {i32}:retval set</i>
3840 </pre>
3841
3842 </div>
3843
3844  <!-- _______________________________________________________________________ -->
3845
3846 <h4>
3847   <a name="i_resume">'<tt>resume</tt>' Instruction</a>
3848 </h4>
3849
3850 <div>
3851
3852 <h5>Syntax:</h5>
3853 <pre>
3854   resume &lt;type&gt; &lt;value&gt;
3855 </pre>
3856
3857 <h5>Overview:</h5>
3858 <p>The '<tt>resume</tt>' instruction is a terminator instruction that has no
3859    successors.</p>
3860
3861 <h5>Arguments:</h5>
3862 <p>The '<tt>resume</tt>' instruction requires one argument, which must have the
3863    same type as the result of any '<tt>landingpad</tt>' instruction in the same
3864    function.</p>
3865
3866 <h5>Semantics:</h5>
3867 <p>The '<tt>resume</tt>' instruction resumes propagation of an existing
3868    (in-flight) exception whose unwinding was interrupted with
3869    a <a href="#i_landingpad"><tt>landingpad</tt></a> instruction.</p>
3870
3871 <h5>Example:</h5>
3872 <pre>
3873   resume { i8*, i32 } %exn
3874 </pre>
3875
3876 </div>
3877
3878 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3879
3880 <h4>
3881   <a name="i_unreachable">'<tt>unreachable</tt>' Instruction</a>
3882 </h4>
3883
3884 <div>
3885
3886 <h5>Syntax:</h5>
3887 <pre>
3888   unreachable
3889 </pre>
3890
3891 <h5>Overview:</h5>
3892 <p>The '<tt>unreachable</tt>' instruction has no defined semantics.  This
3893    instruction is used to inform the optimizer that a particular portion of the
3894    code is not reachable.  This can be used to indicate that the code after a
3895    no-return function cannot be reached, and other facts.</p>
3896
3897 <h5>Semantics:</h5>
3898 <p>The '<tt>unreachable</tt>' instruction has no defined semantics.</p>
3899
3900 </div>
3901
3902 </div>
3903
3904 <!-- ======================================================================= -->
3905 <h3>
3906   <a name="binaryops">Binary Operations</a>
3907 </h3>
3908
3909 <div>
3910
3911 <p>Binary operators are used to do most of the computation in a program.  They
3912    require two operands of the same type, execute an operation on them, and
3913    produce a single value.  The operands might represent multiple data, as is
3914    the case with the <a href="#t_vector">vector</a> data type.  The result value
3915    has the same type as its operands.</p>
3916
3917 <p>There are several different binary operators:</p>
3918
3919 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3920 <h4>
3921   <a name="i_add">'<tt>add</tt>' Instruction</a>
3922 </h4>
3923
3924 <div>
3925
3926 <h5>Syntax:</h5>
3927 <pre>
3928   &lt;result&gt; = add &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;          <i>; yields {ty}:result</i>
3929   &lt;result&gt; = add nuw &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;      <i>; yields {ty}:result</i>
3930   &lt;result&gt; = add nsw &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;      <i>; yields {ty}:result</i>
3931   &lt;result&gt; = add nuw nsw &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;  <i>; yields {ty}:result</i>
3932 </pre>
3933
3934 <h5>Overview:</h5>
3935 <p>The '<tt>add</tt>' instruction returns the sum of its two operands.</p>
3936
3937 <h5>Arguments:</h5>
3938 <p>The two arguments to the '<tt>add</tt>' instruction must
3939    be <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of
3940    integer values. Both arguments must have identical types.</p>
3941
3942 <h5>Semantics:</h5>
3943 <p>The value produced is the integer sum of the two operands.</p>
3944
3945 <p>If the sum has unsigned overflow, the result returned is the mathematical
3946    result modulo 2<sup>n</sup>, where n is the bit width of the result.</p>
3947
3948 <p>Because LLVM integers use a two's complement representation, this instruction
3949    is appropriate for both signed and unsigned integers.</p>
3950
3951 <p><tt>nuw</tt> and <tt>nsw</tt> stand for &quot;No Unsigned Wrap&quot;
3952    and &quot;No Signed Wrap&quot;, respectively. If the <tt>nuw</tt> and/or
3953    <tt>nsw</tt> keywords are present, the result value of the <tt>add</tt>
3954    is a <a href="#poisonvalues">poison value</a> if unsigned and/or signed overflow,
3955    respectively, occurs.</p>
3956
3957 <h5>Example:</h5>
3958 <pre>
3959   &lt;result&gt; = add i32 4, %var          <i>; yields {i32}:result = 4 + %var</i>
3960 </pre>
3961
3962 </div>
3963
3964 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3965 <h4>
3966   <a name="i_fadd">'<tt>fadd</tt>' Instruction</a>
3967 </h4>
3968
3969 <div>
3970
3971 <h5>Syntax:</h5>
3972 <pre>
3973   &lt;result&gt; = fadd &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
3974 </pre>
3975
3976 <h5>Overview:</h5>
3977 <p>The '<tt>fadd</tt>' instruction returns the sum of its two operands.</p>
3978
3979 <h5>Arguments:</h5>
3980 <p>The two arguments to the '<tt>fadd</tt>' instruction must be
3981    <a href="#t_floating">floating point</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of
3982    floating point values. Both arguments must have identical types.</p>
3983
3984 <h5>Semantics:</h5>
3985 <p>The value produced is the floating point sum of the two operands.</p>
3986
3987 <h5>Example:</h5>
3988 <pre>
3989   &lt;result&gt; = fadd float 4.0, %var          <i>; yields {float}:result = 4.0 + %var</i>
3990 </pre>
3991
3992 </div>
3993
3994 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3995 <h4>
3996    <a name="i_sub">'<tt>sub</tt>' Instruction</a>
3997 </h4>
3998
3999 <div>
4000
4001 <h5>Syntax:</h5>
4002 <pre>
4003   &lt;result&gt; = sub &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;          <i>; yields {ty}:result</i>
4004   &lt;result&gt; = sub nuw &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;      <i>; yields {ty}:result</i>
4005   &lt;result&gt; = sub nsw &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;      <i>; yields {ty}:result</i>
4006   &lt;result&gt; = sub nuw nsw &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;  <i>; yields {ty}:result</i>
4007 </pre>
4008
4009 <h5>Overview:</h5>
4010 <p>The '<tt>sub</tt>' instruction returns the difference of its two
4011    operands.</p>
4012
4013 <p>Note that the '<tt>sub</tt>' instruction is used to represent the
4014    '<tt>neg</tt>' instruction present in most other intermediate
4015    representations.</p>
4016
4017 <h5>Arguments:</h5>
4018 <p>The two arguments to the '<tt>sub</tt>' instruction must
4019    be <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of
4020    integer values.  Both arguments must have identical types.</p>
4021
4022 <h5>Semantics:</h5>
4023 <p>The value produced is the integer difference of the two operands.</p>
4024
4025 <p>If the difference has unsigned overflow, the result returned is the
4026    mathematical result modulo 2<sup>n</sup>, where n is the bit width of the
4027    result.</p>
4028
4029 <p>Because LLVM integers use a two's complement representation, this instruction
4030    is appropriate for both signed and unsigned integers.</p>
4031
4032 <p><tt>nuw</tt> and <tt>nsw</tt> stand for &quot;No Unsigned Wrap&quot;
4033    and &quot;No Signed Wrap&quot;, respectively. If the <tt>nuw</tt> and/or
4034    <tt>nsw</tt> keywords are present, the result value of the <tt>sub</tt>
4035    is a <a href="#poisonvalues">poison value</a> if unsigned and/or signed overflow,
4036    respectively, occurs.</p>
4037
4038 <h5>Example:</h5>
4039 <pre>
4040   &lt;result&gt; = sub i32 4, %var          <i>; yields {i32}:result = 4 - %var</i>
4041   &lt;result&gt; = sub i32 0, %val          <i>; yields {i32}:result = -%var</i>
4042 </pre>
4043
4044 </div>
4045
4046 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4047 <h4>
4048    <a name="i_fsub">'<tt>fsub</tt>' Instruction</a>
4049 </h4>
4050
4051 <div>
4052
4053 <h5>Syntax:</h5>
4054 <pre>
4055   &lt;result&gt; = fsub &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4056 </pre>
4057
4058 <h5>Overview:</h5>
4059 <p>The '<tt>fsub</tt>' instruction returns the difference of its two
4060    operands.</p>
4061
4062 <p>Note that the '<tt>fsub</tt>' instruction is used to represent the
4063    '<tt>fneg</tt>' instruction present in most other intermediate
4064    representations.</p>
4065
4066 <h5>Arguments:</h5>
4067 <p>The two arguments to the '<tt>fsub</tt>' instruction must be
4068    <a href="#t_floating">floating point</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of
4069    floating point values.  Both arguments must have identical types.</p>
4070
4071 <h5>Semantics:</h5>
4072 <p>The value produced is the floating point difference of the two operands.</p>
4073
4074 <h5>Example:</h5>
4075 <pre>
4076   &lt;result&gt; = fsub float 4.0, %var           <i>; yields {float}:result = 4.0 - %var</i>
4077   &lt;result&gt; = fsub float -0.0, %val          <i>; yields {float}:result = -%var</i>
4078 </pre>
4079
4080 </div>
4081
4082 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4083 <h4>
4084   <a name="i_mul">'<tt>mul</tt>' Instruction</a>
4085 </h4>
4086
4087 <div>
4088
4089 <h5>Syntax:</h5>
4090 <pre>
4091   &lt;result&gt; = mul &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;          <i>; yields {ty}:result</i>
4092   &lt;result&gt; = mul nuw &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;      <i>; yields {ty}:result</i>
4093   &lt;result&gt; = mul nsw &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;      <i>; yields {ty}:result</i>
4094   &lt;result&gt; = mul nuw nsw &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;  <i>; yields {ty}:result</i>
4095 </pre>
4096
4097 <h5>Overview:</h5>
4098 <p>The '<tt>mul</tt>' instruction returns the product of its two operands.</p>
4099
4100 <h5>Arguments:</h5>
4101 <p>The two arguments to the '<tt>mul</tt>' instruction must
4102    be <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of
4103    integer values.  Both arguments must have identical types.</p>
4104
4105 <h5>Semantics:</h5>
4106 <p>The value produced is the integer product of the two operands.</p>
4107
4108 <p>If the result of the multiplication has unsigned overflow, the result
4109    returned is the mathematical result modulo 2<sup>n</sup>, where n is the bit
4110    width of the result.</p>
4111
4112 <p>Because LLVM integers use a two's complement representation, and the result
4113    is the same width as the operands, this instruction returns the correct
4114    result for both signed and unsigned integers.  If a full product
4115    (e.g. <tt>i32</tt>x<tt>i32</tt>-><tt>i64</tt>) is needed, the operands should
4116    be sign-extended or zero-extended as appropriate to the width of the full
4117    product.</p>
4118
4119 <p><tt>nuw</tt> and <tt>nsw</tt> stand for &quot;No Unsigned Wrap&quot;
4120    and &quot;No Signed Wrap&quot;, respectively. If the <tt>nuw</tt> and/or
4121    <tt>nsw</tt> keywords are present, the result value of the <tt>mul</tt>
4122    is a <a href="#poisonvalues">poison value</a> if unsigned and/or signed overflow,
4123    respectively, occurs.</p>
4124
4125 <h5>Example:</h5>
4126 <pre>
4127   &lt;result&gt; = mul i32 4, %var          <i>; yields {i32}:result = 4 * %var</i>
4128 </pre>
4129
4130 </div>
4131
4132 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4133 <h4>
4134   <a name="i_fmul">'<tt>fmul</tt>' Instruction</a>
4135 </h4>
4136
4137 <div>
4138
4139 <h5>Syntax:</h5>
4140 <pre>
4141   &lt;result&gt; = fmul &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4142 </pre>
4143
4144 <h5>Overview:</h5>
4145 <p>The '<tt>fmul</tt>' instruction returns the product of its two operands.</p>
4146
4147 <h5>Arguments:</h5>
4148 <p>The two arguments to the '<tt>fmul</tt>' instruction must be
4149    <a href="#t_floating">floating point</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of
4150    floating point values.  Both arguments must have identical types.</p>
4151
4152 <h5>Semantics:</h5>
4153 <p>The value produced is the floating point product of the two operands.</p>
4154
4155 <h5>Example:</h5>
4156 <pre>
4157   &lt;result&gt; = fmul float 4.0, %var          <i>; yields {float}:result = 4.0 * %var</i>
4158 </pre>
4159
4160 </div>
4161
4162 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4163 <h4>
4164   <a name="i_udiv">'<tt>udiv</tt>' Instruction</a>
4165 </h4>
4166
4167 <div>
4168
4169 <h5>Syntax:</h5>
4170 <pre>
4171   &lt;result&gt; = udiv &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;         <i>; yields {ty}:result</i>
4172   &lt;result&gt; = udiv exact &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4173 </pre>
4174
4175 <h5>Overview:</h5>
4176 <p>The '<tt>udiv</tt>' instruction returns the quotient of its two operands.</p>
4177
4178 <h5>Arguments:</h5>
4179 <p>The two arguments to the '<tt>udiv</tt>' instruction must be
4180    <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of integer
4181    values.  Both arguments must have identical types.</p>
4182
4183 <h5>Semantics:</h5>
4184 <p>The value produced is the unsigned integer quotient of the two operands.</p>
4185
4186 <p>Note that unsigned integer division and signed integer division are distinct
4187    operations; for signed integer division, use '<tt>sdiv</tt>'.</p>
4188
4189 <p>Division by zero leads to undefined behavior.</p>
4190
4191 <p>If the <tt>exact</tt> keyword is present, the result value of the
4192    <tt>udiv</tt> is a <a href="#poisonvalues">poison value</a> if %op1 is not a
4193   multiple of %op2 (as such, "((a udiv exact b) mul b) == a").</p>
4194
4195
4196 <h5>Example:</h5>
4197 <pre>
4198   &lt;result&gt; = udiv i32 4, %var          <i>; yields {i32}:result = 4 / %var</i>
4199 </pre>
4200
4201 </div>
4202
4203 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4204 <h4>
4205   <a name="i_sdiv">'<tt>sdiv</tt>' Instruction</a>
4206 </h4>
4207
4208 <div>
4209
4210 <h5>Syntax:</h5>
4211 <pre>
4212   &lt;result&gt; = sdiv &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;         <i>; yields {ty}:result</i>
4213   &lt;result&gt; = sdiv exact &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4214 </pre>
4215
4216 <h5>Overview:</h5>
4217 <p>The '<tt>sdiv</tt>' instruction returns the quotient of its two operands.</p>
4218
4219 <h5>Arguments:</h5>
4220 <p>The two arguments to the '<tt>sdiv</tt>' instruction must be
4221    <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of integer
4222    values.  Both arguments must have identical types.</p>
4223
4224 <h5>Semantics:</h5>
4225 <p>The value produced is the signed integer quotient of the two operands rounded
4226    towards zero.</p>
4227
4228 <p>Note that signed integer division and unsigned integer division are distinct
4229    operations; for unsigned integer division, use '<tt>udiv</tt>'.</p>
4230
4231 <p>Division by zero leads to undefined behavior. Overflow also leads to
4232    undefined behavior; this is a rare case, but can occur, for example, by doing
4233    a 32-bit division of -2147483648 by -1.</p>
4234
4235 <p>If the <tt>exact</tt> keyword is present, the result value of the
4236    <tt>sdiv</tt> is a <a href="#poisonvalues">poison value</a> if the result would
4237    be rounded.</p>
4238
4239 <h5>Example:</h5>
4240 <pre>
4241   &lt;result&gt; = sdiv i32 4, %var          <i>; yields {i32}:result = 4 / %var</i>
4242 </pre>
4243
4244 </div>
4245
4246 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4247 <h4>
4248   <a name="i_fdiv">'<tt>fdiv</tt>' Instruction</a>
4249 </h4>
4250
4251 <div>
4252
4253 <h5>Syntax:</h5>
4254 <pre>
4255   &lt;result&gt; = fdiv &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4256 </pre>
4257
4258 <h5>Overview:</h5>
4259 <p>The '<tt>fdiv</tt>' instruction returns the quotient of its two operands.</p>
4260
4261 <h5>Arguments:</h5>
4262 <p>The two arguments to the '<tt>fdiv</tt>' instruction must be
4263    <a href="#t_floating">floating point</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of
4264    floating point values.  Both arguments must have identical types.</p>
4265
4266 <h5>Semantics:</h5>
4267 <p>The value produced is the floating point quotient of the two operands.</p>
4268
4269 <h5>Example:</h5>
4270 <pre>
4271   &lt;result&gt; = fdiv float 4.0, %var          <i>; yields {float}:result = 4.0 / %var</i>
4272 </pre>
4273
4274 </div>
4275
4276 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4277 <h4>
4278   <a name="i_urem">'<tt>urem</tt>' Instruction</a>
4279 </h4>
4280
4281 <div>
4282
4283 <h5>Syntax:</h5>
4284 <pre>
4285   &lt;result&gt; = urem &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4286 </pre>
4287
4288 <h5>Overview:</h5>
4289 <p>The '<tt>urem</tt>' instruction returns the remainder from the unsigned
4290    division of its two arguments.</p>
4291
4292 <h5>Arguments:</h5>
4293 <p>The two arguments to the '<tt>urem</tt>' instruction must be
4294    <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of integer
4295    values.  Both arguments must have identical types.</p>
4296
4297 <h5>Semantics:</h5>
4298 <p>This instruction returns the unsigned integer <i>remainder</i> of a division.
4299    This instruction always performs an unsigned division to get the
4300    remainder.</p>
4301
4302 <p>Note that unsigned integer remainder and signed integer remainder are
4303    distinct operations; for signed integer remainder, use '<tt>srem</tt>'.</p>
4304
4305 <p>Taking the remainder of a division by zero leads to undefined behavior.</p>
4306
4307 <h5>Example:</h5>
4308 <pre>
4309   &lt;result&gt; = urem i32 4, %var          <i>; yields {i32}:result = 4 % %var</i>
4310 </pre>
4311
4312 </div>
4313
4314 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4315 <h4>
4316   <a name="i_srem">'<tt>srem</tt>' Instruction</a>
4317 </h4>
4318
4319 <div>
4320
4321 <h5>Syntax:</h5>
4322 <pre>
4323   &lt;result&gt; = srem &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4324 </pre>
4325
4326 <h5>Overview:</h5>
4327 <p>The '<tt>srem</tt>' instruction returns the remainder from the signed
4328    division of its two operands. This instruction can also take
4329    <a href="#t_vector">vector</a> versions of the values in which case the
4330    elements must be integers.</p>
4331
4332 <h5>Arguments:</h5>
4333 <p>The two arguments to the '<tt>srem</tt>' instruction must be
4334    <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of integer
4335    values.  Both arguments must have identical types.</p>
4336
4337 <h5>Semantics:</h5>
4338 <p>This instruction returns the <i>remainder</i> of a division (where the result
4339    is either zero or has the same sign as the dividend, <tt>op1</tt>), not the
4340    <i>modulo</i> operator (where the result is either zero or has the same sign
4341    as the divisor, <tt>op2</tt>) of a value.
4342    For more information about the difference,
4343    see <a href="http://mathforum.org/dr.math/problems/anne.4.28.99.html">The
4344    Math Forum</a>. For a table of how this is implemented in various languages,
4345    please see <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Modulo_operation">
4346    Wikipedia: modulo operation</a>.</p>
4347
4348 <p>Note that signed integer remainder and unsigned integer remainder are
4349    distinct operations; for unsigned integer remainder, use '<tt>urem</tt>'.</p>
4350
4351 <p>Taking the remainder of a division by zero leads to undefined behavior.
4352    Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
4353    occur, for example, by taking the remainder of a 32-bit division of
4354    -2147483648 by -1.  (The remainder doesn't actually overflow, but this rule
4355    lets srem be implemented using instructions that return both the result of
4356    the division and the remainder.)</p>
4357
4358 <h5>Example:</h5>
4359 <pre>
4360   &lt;result&gt; = srem i32 4, %var          <i>; yields {i32}:result = 4 % %var</i>
4361 </pre>
4362
4363 </div>
4364
4365 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4366 <h4>
4367   <a name="i_frem">'<tt>frem</tt>' Instruction</a>
4368 </h4>
4369
4370 <div>
4371
4372 <h5>Syntax:</h5>
4373 <pre>
4374   &lt;result&gt; = frem &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4375 </pre>
4376
4377 <h5>Overview:</h5>
4378 <p>The '<tt>frem</tt>' instruction returns the remainder from the division of
4379    its two operands.</p>
4380
4381 <h5>Arguments:</h5>
4382 <p>The two arguments to the '<tt>frem</tt>' instruction must be
4383    <a href="#t_floating">floating point</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of
4384    floating point values.  Both arguments must have identical types.</p>
4385
4386 <h5>Semantics:</h5>
4387 <p>This instruction returns the <i>remainder</i> of a division.  The remainder
4388    has the same sign as the dividend.</p>
4389
4390 <h5>Example:</h5>
4391 <pre>
4392   &lt;result&gt; = frem float 4.0, %var          <i>; yields {float}:result = 4.0 % %var</i>
4393 </pre>
4394
4395 </div>
4396
4397 </div>
4398
4399 <!-- ======================================================================= -->
4400 <h3>
4401   <a name="bitwiseops">Bitwise Binary Operations</a>
4402 </h3>
4403
4404 <div>
4405
4406 <p>Bitwise binary operators are used to do various forms of bit-twiddling in a
4407    program.  They are generally very efficient instructions and can commonly be
4408    strength reduced from other instructions.  They require two operands of the
4409    same type, execute an operation on them, and produce a single value.  The
4410    resulting value is the same type as its operands.</p>
4411
4412 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4413 <h4>
4414   <a name="i_shl">'<tt>shl</tt>' Instruction</a>
4415 </h4>
4416
4417 <div>
4418
4419 <h5>Syntax:</h5>
4420 <pre>
4421   &lt;result&gt; = shl &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;           <i>; yields {ty}:result</i>
4422   &lt;result&gt; = shl nuw &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;       <i>; yields {ty}:result</i>
4423   &lt;result&gt; = shl nsw &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;       <i>; yields {ty}:result</i>
4424   &lt;result&gt; = shl nuw nsw &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4425 </pre>
4426
4427 <h5>Overview:</h5>
4428 <p>The '<tt>shl</tt>' instruction returns the first operand shifted to the left
4429    a specified number of bits.</p>
4430
4431 <h5>Arguments:</h5>
4432 <p>Both arguments to the '<tt>shl</tt>' instruction must be the
4433     same <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of
4434     integer type.  '<tt>op2</tt>' is treated as an unsigned value.</p>
4435
4436 <h5>Semantics:</h5>
4437 <p>The value produced is <tt>op1</tt> * 2<sup><tt>op2</tt></sup> mod
4438    2<sup>n</sup>, where <tt>n</tt> is the width of the result.  If <tt>op2</tt>
4439    is (statically or dynamically) negative or equal to or larger than the number
4440    of bits in <tt>op1</tt>, the result is undefined.  If the arguments are
4441    vectors, each vector element of <tt>op1</tt> is shifted by the corresponding
4442    shift amount in <tt>op2</tt>.</p>
4443
4444 <p>If the <tt>nuw</tt> keyword is present, then the shift produces a
4445    <a href="#poisonvalues">poison value</a> if it shifts out any non-zero bits.  If
4446    the <tt>nsw</tt> keyword is present, then the shift produces a
4447    <a href="#poisonvalues">poison value</a> if it shifts out any bits that disagree
4448    with the resultant sign bit.  As such, NUW/NSW have the same semantics as
4449    they would if the shift were expressed as a mul instruction with the same
4450    nsw/nuw bits in (mul %op1, (shl 1, %op2)).</p>
4451
4452 <h5>Example:</h5>
4453 <pre>
4454   &lt;result&gt; = shl i32 4, %var   <i>; yields {i32}: 4 &lt;&lt; %var</i>
4455   &lt;result&gt; = shl i32 4, 2      <i>; yields {i32}: 16</i>
4456   &lt;result&gt; = shl i32 1, 10     <i>; yields {i32}: 1024</i>
4457   &lt;result&gt; = shl i32 1, 32     <i>; undefined</i>
4458   &lt;result&gt; = shl &lt;2 x i32&gt; &lt; i32 1, i32 1&gt;, &lt; i32 1, i32 2&gt;   <i>; yields: result=&lt;2 x i32&gt; &lt; i32 2, i32 4&gt;</i>
4459 </pre>
4460
4461 </div>
4462
4463 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4464 <h4>
4465   <a name="i_lshr">'<tt>lshr</tt>' Instruction</a>
4466 </h4>
4467
4468 <div>
4469
4470 <h5>Syntax:</h5>
4471 <pre>
4472   &lt;result&gt; = lshr &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;         <i>; yields {ty}:result</i>
4473   &lt;result&gt; = lshr exact &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4474 </pre>
4475
4476 <h5>Overview:</h5>
4477 <p>The '<tt>lshr</tt>' instruction (logical shift right) returns the first
4478    operand shifted to the right a specified number of bits with zero fill.</p>
4479
4480 <h5>Arguments:</h5>
4481 <p>Both arguments to the '<tt>lshr</tt>' instruction must be the same
4482    <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of integer
4483    type. '<tt>op2</tt>' is treated as an unsigned value.</p>
4484
4485 <h5>Semantics:</h5>
4486 <p>This instruction always performs a logical shift right operation. The most
4487    significant bits of the result will be filled with zero bits after the shift.
4488    If <tt>op2</tt> is (statically or dynamically) equal to or larger than the
4489    number of bits in <tt>op1</tt>, the result is undefined. If the arguments are
4490    vectors, each vector element of <tt>op1</tt> is shifted by the corresponding
4491    shift amount in <tt>op2</tt>.</p>
4492
4493 <p>If the <tt>exact</tt> keyword is present, the result value of the
4494    <tt>lshr</tt> is a <a href="#poisonvalues">poison value</a> if any of the bits
4495    shifted out are non-zero.</p>
4496
4497
4498 <h5>Example:</h5>
4499 <pre>
4500   &lt;result&gt; = lshr i32 4, 1   <i>; yields {i32}:result = 2</i>
4501   &lt;result&gt; = lshr i32 4, 2   <i>; yields {i32}:result = 1</i>
4502   &lt;result&gt; = lshr i8  4, 3   <i>; yields {i8}:result = 0</i>
4503   &lt;result&gt; = lshr i8 -2, 1   <i>; yields {i8}:result = 0x7FFFFFFF </i>
4504   &lt;result&gt; = lshr i32 1, 32  <i>; undefined</i>
4505   &lt;result&gt; = lshr &lt;2 x i32&gt; &lt; i32 -2, i32 4&gt;, &lt; i32 1, i32 2&gt;   <i>; yields: result=&lt;2 x i32&gt; &lt; i32 0x7FFFFFFF, i32 1&gt;</i>
4506 </pre>
4507
4508 </div>
4509
4510 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4511 <h4>
4512   <a name="i_ashr">'<tt>ashr</tt>' Instruction</a>
4513 </h4>
4514
4515 <div>
4516
4517 <h5>Syntax:</h5>
4518 <pre>
4519   &lt;result&gt; = ashr &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;         <i>; yields {ty}:result</i>
4520   &lt;result&gt; = ashr exact &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4521 </pre>
4522
4523 <h5>Overview:</h5>
4524 <p>The '<tt>ashr</tt>' instruction (arithmetic shift right) returns the first
4525    operand shifted to the right a specified number of bits with sign
4526    extension.</p>
4527
4528 <h5>Arguments:</h5>
4529 <p>Both arguments to the '<tt>ashr</tt>' instruction must be the same
4530    <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of integer
4531    type.  '<tt>op2</tt>' is treated as an unsigned value.</p>
4532
4533 <h5>Semantics:</h5>
4534 <p>This instruction always performs an arithmetic shift right operation, The
4535    most significant bits of the result will be filled with the sign bit
4536    of <tt>op1</tt>.  If <tt>op2</tt> is (statically or dynamically) equal to or
4537    larger than the number of bits in <tt>op1</tt>, the result is undefined. If
4538    the arguments are vectors, each vector element of <tt>op1</tt> is shifted by
4539    the corresponding shift amount in <tt>op2</tt>.</p>
4540
4541 <p>If the <tt>exact</tt> keyword is present, the result value of the
4542    <tt>ashr</tt> is a <a href="#poisonvalues">poison value</a> if any of the bits
4543    shifted out are non-zero.</p>
4544
4545 <h5>Example:</h5>
4546 <pre>
4547   &lt;result&gt; = ashr i32 4, 1   <i>; yields {i32}:result = 2</i>
4548   &lt;result&gt; = ashr i32 4, 2   <i>; yields {i32}:result = 1</i>
4549   &lt;result&gt; = ashr i8  4, 3   <i>; yields {i8}:result = 0</i>
4550   &lt;result&gt; = ashr i8 -2, 1   <i>; yields {i8}:result = -1</i>
4551   &lt;result&gt; = ashr i32 1, 32  <i>; undefined</i>
4552   &lt;result&gt; = ashr &lt;2 x i32&gt; &lt; i32 -2, i32 4&gt;, &lt; i32 1, i32 3&gt;   <i>; yields: result=&lt;2 x i32&gt; &lt; i32 -1, i32 0&gt;</i>
4553 </pre>
4554
4555 </div>
4556
4557 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4558 <h4>
4559   <a name="i_and">'<tt>and</tt>' Instruction</a>
4560 </h4>
4561
4562 <div>
4563
4564 <h5>Syntax:</h5>
4565 <pre>
4566   &lt;result&gt; = and &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4567 </pre>
4568
4569 <h5>Overview:</h5>
4570 <p>The '<tt>and</tt>' instruction returns the bitwise logical and of its two
4571    operands.</p>
4572
4573 <h5>Arguments:</h5>
4574 <p>The two arguments to the '<tt>and</tt>' instruction must be
4575    <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of integer
4576    values.  Both arguments must have identical types.</p>
4577
4578 <h5>Semantics:</h5>
4579 <p>The truth table used for the '<tt>and</tt>' instruction is:</p>
4580
4581 <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="4">
4582   <tbody>
4583     <tr>
4584       <th>In0</th>
4585       <th>In1</th>
4586       <th>Out</th>
4587     </tr>
4588     <tr>
4589       <td>0</td>
4590       <td>0</td>
4591       <td>0</td>
4592     </tr>
4593     <tr>
4594       <td>0</td>
4595       <td>1</td>
4596       <td>0</td>
4597     </tr>
4598     <tr>
4599       <td>1</td>
4600       <td>0</td>
4601       <td>0</td>
4602     </tr>
4603     <tr>
4604       <td>1</td>
4605       <td>1</td>
4606       <td>1</td>
4607     </tr>
4608   </tbody>
4609 </table>
4610
4611 <h5>Example:</h5>
4612 <pre>
4613   &lt;result&gt; = and i32 4, %var         <i>; yields {i32}:result = 4 &amp; %var</i>
4614   &lt;result&gt; = and i32 15, 40          <i>; yields {i32}:result = 8</i>
4615   &lt;result&gt; = and i32 4, 8            <i>; yields {i32}:result = 0</i>
4616 </pre>
4617 </div>
4618 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4619 <h4>
4620   <a name="i_or">'<tt>or</tt>' Instruction</a>
4621 </h4>
4622
4623 <div>
4624
4625 <h5>Syntax:</h5>
4626 <pre>
4627   &lt;result&gt; = or &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4628 </pre>
4629
4630 <h5>Overview:</h5>
4631 <p>The '<tt>or</tt>' instruction returns the bitwise logical inclusive or of its
4632    two operands.</p>
4633
4634 <h5>Arguments:</h5>
4635 <p>The two arguments to the '<tt>or</tt>' instruction must be
4636    <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of integer
4637    values.  Both arguments must have identical types.</p>
4638
4639 <h5>Semantics:</h5>
4640 <p>The truth table used for the '<tt>or</tt>' instruction is:</p>
4641
4642 <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="4">
4643   <tbody>
4644     <tr>
4645       <th>In0</th>
4646       <th>In1</th>
4647       <th>Out</th>
4648     </tr>
4649     <tr>
4650       <td>0</td>
4651       <td>0</td>
4652       <td>0</td>
4653     </tr>
4654     <tr>
4655       <td>0</td>
4656       <td>1</td>
4657       <td>1</td>
4658     </tr>
4659     <tr>
4660       <td>1</td>
4661       <td>0</td>
4662       <td>1</td>
4663     </tr>
4664     <tr>
4665       <td>1</td>
4666       <td>1</td>
4667       <td>1</td>
4668     </tr>
4669   </tbody>
4670 </table>
4671
4672 <h5>Example:</h5>
4673 <pre>
4674   &lt;result&gt; = or i32 4, %var         <i>; yields {i32}:result = 4 | %var</i>
4675   &lt;result&gt; = or i32 15, 40          <i>; yields {i32}:result = 47</i>
4676   &lt;result&gt; = or i32 4, 8            <i>; yields {i32}:result = 12</i>
4677 </pre>
4678
4679 </div>
4680
4681 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4682 <h4>
4683   <a name="i_xor">'<tt>xor</tt>' Instruction</a>
4684 </h4>
4685
4686 <div>
4687
4688 <h5>Syntax:</h5>
4689 <pre>
4690   &lt;result&gt; = xor &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4691 </pre>
4692
4693 <h5>Overview:</h5>
4694 <p>The '<tt>xor</tt>' instruction returns the bitwise logical exclusive or of
4695    its two operands.  The <tt>xor</tt> is used to implement the "one's
4696    complement" operation, which is the "~" operator in C.</p>
4697
4698 <h5>Arguments:</h5>
4699 <p>The two arguments to the '<tt>xor</tt>' instruction must be
4700    <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of integer
4701    values.  Both arguments must have identical types.</p>
4702
4703 <h5>Semantics:</h5>
4704 <p>The truth table used for the '<tt>xor</tt>' instruction is:</p>
4705
4706 <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="4">
4707   <tbody>
4708     <tr>
4709       <th>In0</th>
4710       <th>In1</th>
4711       <th>Out</th>
4712     </tr>
4713     <tr>
4714       <td>0</td>
4715       <td>0</td>
4716       <td>0</td>
4717     </tr>
4718     <tr>
4719       <td>0</td>
4720       <td>1</td>
4721       <td>1</td>
4722     </tr>
4723     <tr>
4724       <td>1</td>
4725       <td>0</td>
4726       <td>1</td>
4727     </tr>
4728     <tr>
4729       <td>1</td>
4730       <td>1</td>
4731       <td>0</td>
4732     </tr>
4733   </tbody>
4734 </table>
4735
4736 <h5>Example:</h5>
4737 <pre>
4738   &lt;result&gt; = xor i32 4, %var         <i>; yields {i32}:result = 4 ^ %var</i>
4739   &lt;result&gt; = xor i32 15, 40          <i>; yields {i32}:result = 39</i>
4740   &lt;result&gt; = xor i32 4, 8            <i>; yields {i32}:result = 12</i>
4741   &lt;result&gt; = xor i32 %V, -1          <i>; yields {i32}:result = ~%V</i>
4742 </pre>
4743
4744 </div>
4745
4746 </div>
4747
4748 <!-- ======================================================================= -->
4749 <h3>
4750   <a name="vectorops">Vector Operations</a>
4751 </h3>
4752
4753 <div>
4754
4755 <p>LLVM supports several instructions to represent vector operations in a
4756    target-independent manner.  These instructions cover the element-access and
4757    vector-specific operations needed to process vectors effectively.  While LLVM
4758    does directly support these vector operations, many sophisticated algorithms
4759    will want to use target-specific intrinsics to take full advantage of a
4760    specific target.</p>
4761
4762 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4763 <h4>
4764    <a name="i_extractelement">'<tt>extractelement</tt>' Instruction</a>
4765 </h4>
4766
4767 <div>
4768
4769 <h5>Syntax:</h5>
4770 <pre>
4771   &lt;result&gt; = extractelement &lt;n x &lt;ty&gt;&gt; &lt;val&gt;, i32 &lt;idx&gt;    <i>; yields &lt;ty&gt;</i>
4772 </pre>
4773
4774 <h5>Overview:</h5>
4775 <p>The '<tt>extractelement</tt>' instruction extracts a single scalar element
4776    from a vector at a specified index.</p>
4777
4778
4779 <h5>Arguments:</h5>
4780 <p>The first operand of an '<tt>extractelement</tt>' instruction is a value
4781    of <a href="#t_vector">vector</a> type.  The second operand is an index
4782    indicating the position from which to extract the element.  The index may be
4783    a variable.</p>
4784
4785 <h5>Semantics:</h5>
4786 <p>The result is a scalar of the same type as the element type of
4787    <tt>val</tt>.  Its value is the value at position <tt>idx</tt> of
4788    <tt>val</tt>.  If <tt>idx</tt> exceeds the length of <tt>val</tt>, the
4789    results are undefined.</p>
4790
4791 <h5>Example:</h5>
4792 <pre>
4793   &lt;result&gt; = extractelement &lt;4 x i32&gt; %vec, i32 0    <i>; yields i32</i>
4794 </pre>
4795
4796 </div>
4797
4798 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4799 <h4>
4800    <a name="i_insertelement">'<tt>insertelement</tt>' Instruction</a>
4801 </h4>
4802
4803 <div>
4804
4805 <h5>Syntax:</h5>
4806 <pre>
4807   &lt;result&gt; = insertelement &lt;n x &lt;ty&gt;&gt; &lt;val&gt;, &lt;ty&gt; &lt;elt&gt;, i32 &lt;idx&gt;    <i>; yields &lt;n x &lt;ty&gt;&gt;</i>
4808 </pre>
4809
4810 <h5>Overview:</h5>
4811 <p>The '<tt>insertelement</tt>' instruction inserts a scalar element into a
4812    vector at a specified index.</p>
4813
4814 <h5>Arguments:</h5>
4815 <p>The first operand of an '<tt>insertelement</tt>' instruction is a value
4816    of <a href="#t_vector">vector</a> type.  The second operand is a scalar value
4817    whose type must equal the element type of the first operand.  The third
4818    operand is an index indicating the position at which to insert the value.
4819    The index may be a variable.</p>
4820
4821 <h5>Semantics:</h5>
4822 <p>The result is a vector of the same type as <tt>val</tt>.  Its element values
4823    are those of <tt>val</tt> except at position <tt>idx</tt>, where it gets the
4824    value <tt>elt</tt>.  If <tt>idx</tt> exceeds the length of <tt>val</tt>, the
4825    results are undefined.</p>
4826
4827 <h5>Example:</h5>
4828 <pre>
4829   &lt;result&gt; = insertelement &lt;4 x i32&gt; %vec, i32 1, i32 0    <i>; yields &lt;4 x i32&gt;</i>
4830 </pre>
4831
4832 </div>
4833
4834 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4835 <h4>
4836    <a name="i_shufflevector">'<tt>shufflevector</tt>' Instruction</a>
4837 </h4>
4838
4839 <div>
4840
4841 <h5>Syntax:</h5>
4842 <pre>
4843   &lt;result&gt; = shufflevector &lt;n x &lt;ty&gt;&gt; &lt;v1&gt;, &lt;n x &lt;ty&gt;&gt; &lt;v2&gt;, &lt;m x i32&gt; &lt;mask&gt;    <i>; yields &lt;m x &lt;ty&gt;&gt;</i>
4844 </pre>
4845
4846 <h5>Overview:</h5>
4847 <p>The '<tt>shufflevector</tt>' instruction constructs a permutation of elements
4848    from two input vectors, returning a vector with the same element type as the
4849    input and length that is the same as the shuffle mask.</p>
4850
4851 <h5>Arguments:</h5>
4852 <p>The first two operands of a '<tt>shufflevector</tt>' instruction are vectors
4853    with the same type.  The third argument is a shuffle mask whose
4854    element type is always 'i32'.  The result of the instruction is a vector
4855    whose length is the same as the shuffle mask and whose element type is the
4856    same as the element type of the first two operands.</p>
4857
4858 <p>The shuffle mask operand is required to be a constant vector with either
4859    constant integer or undef values.</p>
4860
4861 <h5>Semantics:</h5>
4862 <p>The elements of the two input vectors are numbered from left to right across
4863    both of the vectors.  The shuffle mask operand specifies, for each element of
4864    the result vector, which element of the two input vectors the result element
4865    gets.  The element selector may be undef (meaning "don't care") and the
4866    second operand may be undef if performing a shuffle from only one vector.</p>
4867
4868 <h5>Example:</h5>
4869 <pre>
4870   &lt;result&gt; = shufflevector &lt;4 x i32&gt; %v1, &lt;4 x i32&gt; %v2,
4871                           &lt;4 x i32&gt; &lt;i32 0, i32 4, i32 1, i32 5&gt;  <i>; yields &lt;4 x i32&gt;</i>
4872   &lt;result&gt; = shufflevector &lt;4 x i32&gt; %v1, &lt;4 x i32&gt; undef,
4873                           &lt;4 x i32&gt; &lt;i32 0, i32 1, i32 2, i32 3&gt;  <i>; yields &lt;4 x i32&gt;</i> - Identity shuffle.
4874   &lt;result&gt; = shufflevector &lt;8 x i32&gt; %v1, &lt;8 x i32&gt; undef,
4875                           &lt;4 x i32&gt; &lt;i32 0, i32 1, i32 2, i32 3&gt;  <i>; yields &lt;4 x i32&gt;</i>
4876   &lt;result&gt; = shufflevector &lt;4 x i32&gt; %v1, &lt;4 x i32&gt; %v2,
4877                           &lt;8 x i32&gt; &lt;i32 0, i32 1, i32 2, i32 3, i32 4, i32 5, i32 6, i32 7 &gt;  <i>; yields &lt;8 x i32&gt;</i>
4878 </pre>
4879
4880 </div>
4881
4882 </div>
4883
4884 <!-- ======================================================================= -->
4885 <h3>
4886   <a name="aggregateops">Aggregate Operations</a>
4887 </h3>
4888
4889 <div>
4890
4891 <p>LLVM supports several instructions for working with
4892   <a href="#t_aggregate">aggregate</a> values.</p>
4893
4894 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4895 <h4>
4896    <a name="i_extractvalue">'<tt>extractvalue</tt>' Instruction</a>
4897 </h4>
4898
4899 <div>
4900
4901 <h5>Syntax:</h5>
4902 <pre>
4903   &lt;result&gt; = extractvalue &lt;aggregate type&gt; &lt;val&gt;, &lt;idx&gt;{, &lt;idx&gt;}*
4904 </pre>
4905
4906 <h5>Overview:</h5>
4907 <p>The '<tt>extractvalue</tt>' instruction extracts the value of a member field
4908    from an <a href="#t_aggregate">aggregate</a> value.</p>
4909
4910 <h5>Arguments:</h5>
4911 <p>The first operand of an '<tt>extractvalue</tt>' instruction is a value
4912    of <a href="#t_struct">struct</a> or
4913    <a href="#t_array">array</a> type.  The operands are constant indices to
4914    specify which value to extract in a similar manner as indices in a
4915    '<tt><a href="#i_getelementptr">getelementptr</a></tt>' instruction.</p>
4916    <p>The major differences to <tt>getelementptr</tt> indexing are:</p>
4917      <ul>
4918        <li>Since the value being indexed is not a pointer, the first index is
4919            omitted and assumed to be zero.</li>
4920        <li>At least one index must be specified.</li>
4921        <li>Not only struct indices but also array indices must be in
4922            bounds.</li>
4923      </ul>
4924
4925 <h5>Semantics:</h5>
4926 <p>The result is the value at the position in the aggregate specified by the
4927    index operands.</p>
4928
4929 <h5>Example:</h5>
4930 <pre>
4931   &lt;result&gt; = extractvalue {i32, float} %agg, 0    <i>; yields i32</i>
4932 </pre>
4933
4934 </div>
4935
4936 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4937 <h4>
4938    <a name="i_insertvalue">'<tt>insertvalue</tt>' Instruction</a>
4939 </h4>
4940
4941 <div>
4942
4943 <h5>Syntax:</h5>
4944 <pre>
4945   &lt;result&gt; = insertvalue &lt;aggregate type&gt; &lt;val&gt;, &lt;ty&gt; &lt;elt&gt;, &lt;idx&gt;{, &lt;idx&gt;}*    <i>; yields &lt;aggregate type&gt;</i>
4946 </pre>
4947
4948 <h5>Overview:</h5>
4949 <p>The '<tt>insertvalue</tt>' instruction inserts a value into a member field
4950    in an <a href="#t_aggregate">aggregate</a> value.</p>
4951
4952 <h5>Arguments:</h5>
4953 <p>The first operand of an '<tt>insertvalue</tt>' instruction is a value
4954    of <a href="#t_struct">struct</a> or
4955    <a href="#t_array">array</a> type.  The second operand is a first-class
4956    value to insert.  The following operands are constant indices indicating
4957    the position at which to insert the value in a similar manner as indices in a
4958    '<tt><a href="#i_extractvalue">extractvalue</a></tt>' instruction.  The
4959    value to insert must have the same type as the value identified by the
4960    indices.</p>
4961
4962 <h5>Semantics:</h5>
4963 <p>The result is an aggregate of the same type as <tt>val</tt>.  Its value is
4964    that of <tt>val</tt> except that the value at the position specified by the
4965    indices is that of <tt>elt</tt>.</p>
4966
4967 <h5>Example:</h5>
4968 <pre>
4969   %agg1 = insertvalue {i32, float} undef, i32 1, 0              <i>; yields {i32 1, float undef}</i>
4970   %agg2 = insertvalue {i32, float} %agg1, float %val, 1         <i>; yields {i32 1, float %val}</i>
4971   %agg3 = insertvalue {i32, {float}} %agg1, float %val, 1, 0    <i>; yields {i32 1, float %val}</i>
4972 </pre>
4973
4974 </div>
4975
4976 </div>
4977
4978 <!-- ======================================================================= -->
4979 <h3>
4980   <a name="memoryops">Memory Access and Addressing Operations</a>
4981 </h3>
4982
4983 <div>
4984
4985 <p>A key design point of an SSA-based representation is how it represents
4986    memory.  In LLVM, no memory locations are in SSA form, which makes things
4987    very simple.  This section describes how to read, write, and allocate
4988    memory in LLVM.</p>
4989
4990 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4991 <h4>
4992   <a name="i_alloca">'<tt>alloca</tt>' Instruction</a>
4993 </h4>
4994
4995 <div>
4996
4997 <h5>Syntax:</h5>
4998 <pre>
4999   &lt;result&gt; = alloca &lt;type&gt;[, &lt;ty&gt; &lt;NumElements&gt;][, align &lt;alignment&gt;]     <i>; yields {type*}:result</i>
5000 </pre>
5001
5002 <h5>Overview:</h5>
5003 <p>The '<tt>alloca</tt>' instruction allocates memory on the stack frame of the
5004    currently executing function, to be automatically released when this function
5005    returns to its caller. The object is always allocated in the generic address
5006    space (address space zero).</p>
5007
5008 <h5>Arguments:</h5>
5009 <p>The '<tt>alloca</tt>' instruction
5010    allocates <tt>sizeof(&lt;type&gt;)*NumElements</tt> bytes of memory on the
5011    runtime stack, returning a pointer of the appropriate type to the program.
5012    If "NumElements" is specified, it is the number of elements allocated,
5013    otherwise "NumElements" is defaulted to be one.  If a constant alignment is
5014    specified, the value result of the allocation is guaranteed to be aligned to
5015    at least that boundary.  If not specified, or if zero, the target can choose
5016    to align the allocation on any convenient boundary compatible with the
5017    type.</p>
5018
5019 <p>'<tt>type</tt>' may be any sized type.</p>
5020
5021 <h5>Semantics:</h5>
5022 <p>Memory is allocated; a pointer is returned.  The operation is undefined if
5023    there is insufficient stack space for the allocation.  '<tt>alloca</tt>'d
5024    memory is automatically released when the function returns.  The
5025    '<tt>alloca</tt>' instruction is commonly used to represent automatic
5026    variables that must have an address available.  When the function returns
5027    (either with the <tt><a href="#i_ret">ret</a></tt>
5028    or <tt><a href="#i_resume">resume</a></tt> instructions), the memory is
5029    reclaimed.  Allocating zero bytes is legal, but the result is undefined.
5030    The order in which memory is allocated (ie., which way the stack grows) is
5031    not specified.</p>
5032
5033 <p>
5034
5035 <h5>Example:</h5>
5036 <pre>
5037   %ptr = alloca i32                             <i>; yields {i32*}:ptr</i>
5038   %ptr = alloca i32, i32 4                      <i>; yields {i32*}:ptr</i>
5039   %ptr = alloca i32, i32 4, align 1024          <i>; yields {i32*}:ptr</i>
5040   %ptr = alloca i32, align 1024                 <i>; yields {i32*}:ptr</i>
5041 </pre>
5042
5043 </div>
5044
5045 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5046 <h4>
5047   <a name="i_load">'<tt>load</tt>' Instruction</a>
5048 </h4>
5049
5050 <div>
5051
5052 <h5>Syntax:</h5>
5053 <pre>
5054   &lt;result&gt; = load [volatile] &lt;ty&gt;* &lt;pointer&gt;[, align &lt;alignment&gt;][, !nontemporal !&lt;index&gt;][, !invariant.load !&lt;index&gt;]
5055   &lt;result&gt; = load atomic [volatile] &lt;ty&gt;* &lt;pointer&gt; [singlethread] &lt;ordering&gt;, align &lt;alignment&gt;
5056   !&lt;index&gt; = !{ i32 1 }
5057 </pre>
5058
5059 <h5>Overview:</h5>
5060 <p>The '<tt>load</tt>' instruction is used to read from memory.</p>
5061
5062 <h5>Arguments:</h5>
5063 <p>The argument to the '<tt>load</tt>' instruction specifies the memory address
5064    from which to load.  The pointer must point to
5065    a <a href="#t_firstclass">first class</a> type.  If the <tt>load</tt> is
5066    marked as <tt>volatile</tt>, then the optimizer is not allowed to modify the
5067    number or order of execution of this <tt>load</tt> with other <a
5068    href="#volatile">volatile operations</a>.</p>
5069
5070 <p>If the <code>load</code> is marked as <code>atomic</code>, it takes an extra
5071    <a href="#ordering">ordering</a> and optional <code>singlethread</code>
5072    argument.  The <code>release</code> and <code>acq_rel</code> orderings are
5073    not valid on <code>load</code> instructions.  Atomic loads produce <a
5074    href="#memorymodel">defined</a> results when they may see multiple atomic
5075    stores.  The type of the pointee must be an integer type whose bit width
5076    is a power of two greater than or equal to eight and less than or equal
5077    to a target-specific size limit. <code>align</code> must be explicitly
5078    specified on atomic loads, and the load has undefined behavior if the
5079    alignment is not set to a value which is at least the size in bytes of
5080    the pointee. <code>!nontemporal</code> does not have any defined semantics
5081    for atomic loads.</p>
5082
5083 <p>The optional constant <tt>align</tt> argument specifies the alignment of the
5084    operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0 or an
5085    omitted <tt>align</tt> argument means that the operation has the abi
5086    alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter to
5087    ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
5088    alignment results in undefined behavior. Underestimating the alignment may
5089    produce less efficient code. An alignment of 1 is always safe.</p>
5090
5091 <p>The optional <tt>!nontemporal</tt> metadata must reference a single
5092    metatadata name &lt;index&gt; corresponding to a metadata node with
5093    one <tt>i32</tt> entry of value 1.  The existence of
5094    the <tt>!nontemporal</tt> metatadata on the instruction tells the optimizer
5095    and code generator that this load is not expected to be reused in the cache.
5096    The code generator may select special instructions to save cache bandwidth,
5097    such as the <tt>MOVNT</tt> instruction on x86.</p>
5098
5099 <p>The optional <tt>!invariant.load</tt> metadata must reference a single
5100    metatadata name &lt;index&gt; corresponding to a metadata node with no
5101    entries.  The existence of the <tt>!invariant.load</tt> metatadata on the
5102    instruction tells the optimizer and code generator that this load address
5103    points to memory which does not change value during program execution.
5104    The optimizer may then move this load around, for example, by hoisting it
5105    out of loops using loop invariant code motion.</p>
5106
5107 <h5>Semantics:</h5>
5108 <p>The location of memory pointed to is loaded.  If the value being loaded is of
5109    scalar type then the number of bytes read does not exceed the minimum number
5110    of bytes needed to hold all bits of the type.  For example, loading an
5111    <tt>i24</tt> reads at most three bytes.  When loading a value of a type like
5112    <tt>i20</tt> with a size that is not an integral number of bytes, the result
5113    is undefined if the value was not originally written using a store of the
5114    same type.</p>
5115
5116 <h5>Examples:</h5>
5117 <pre>
5118   %ptr = <a href="#i_alloca">alloca</a> i32                               <i>; yields {i32*}:ptr</i>
5119   <a href="#i_store">store</a> i32 3, i32* %ptr                          <i>; yields {void}</i>
5120   %val = load i32* %ptr                           <i>; yields {i32}:val = i32 3</i>
5121 </pre>
5122
5123 </div>
5124
5125 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5126 <h4>
5127   <a name="i_store">'<tt>store</tt>' Instruction</a>
5128 </h4>
5129
5130 <div>
5131
5132 <h5>Syntax:</h5>
5133 <pre>
5134   store [volatile] &lt;ty&gt; &lt;value&gt;, &lt;ty&gt;* &lt;pointer&gt;[, align &lt;alignment&gt;][, !nontemporal !&lt;index&gt;]        <i>; yields {void}</i>
5135   store atomic [volatile] &lt;ty&gt; &lt;value&gt;, &lt;ty&gt;* &lt;pointer&gt; [singlethread] &lt;ordering&gt;, align &lt;alignment&gt;  <i>; yields {void}</i>
5136 </pre>
5137
5138 <h5>Overview:</h5>
5139 <p>The '<tt>store</tt>' instruction is used to write to memory.</p>
5140
5141 <h5>Arguments:</h5>
5142 <p>There are two arguments to the '<tt>store</tt>' instruction: a value to store
5143    and an address at which to store it.  The type of the
5144    '<tt>&lt;pointer&gt;</tt>' operand must be a pointer to
5145    the <a href="#t_firstclass">first class</a> type of the
5146    '<tt>&lt;value&gt;</tt>' operand. If the <tt>store</tt> is marked as
5147    <tt>volatile</tt>, then the optimizer is not allowed to modify the number or
5148    order of execution of this <tt>store</tt> with other <a
5149    href="#volatile">volatile operations</a>.</p>
5150
5151 <p>If the <code>store</code> is marked as <code>atomic</code>, it takes an extra
5152    <a href="#ordering">ordering</a> and optional <code>singlethread</code>
5153    argument.  The <code>acquire</code> and <code>acq_rel</code> orderings aren't
5154    valid on <code>store</code> instructions.  Atomic loads produce <a
5155    href="#memorymodel">defined</a> results when they may see multiple atomic
5156    stores. The type of the pointee must be an integer type whose bit width
5157    is a power of two greater than or equal to eight and less than or equal
5158    to a target-specific size limit. <code>align</code> must be explicitly
5159    specified on atomic stores, and the store has undefined behavior if the
5160    alignment is not set to a value which is at least the size in bytes of
5161    the pointee. <code>!nontemporal</code> does not have any defined semantics
5162    for atomic stores.</p>
5163
5164 <p>The optional constant "align" argument specifies the alignment of the
5165    operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0 or an
5166    omitted "align" argument means that the operation has the abi
5167    alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter to
5168    ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
5169    alignment results in an undefined behavior. Underestimating the alignment may
5170    produce less efficient code. An alignment of 1 is always safe.</p>
5171
5172 <p>The optional !nontemporal metadata must reference a single metatadata
5173    name &lt;index&gt; corresponding to a metadata node with one i32 entry of
5174    value 1.  The existence of the !nontemporal metatadata on the
5175    instruction tells the optimizer and code generator that this load is
5176    not expected to be reused in the cache.  The code generator may
5177    select special instructions to save cache bandwidth, such as the
5178    MOVNT instruction on x86.</p>
5179
5180
5181 <h5>Semantics:</h5>
5182 <p>The contents of memory are updated to contain '<tt>&lt;value&gt;</tt>' at the
5183    location specified by the '<tt>&lt;pointer&gt;</tt>' operand.  If
5184    '<tt>&lt;value&gt;</tt>' is of scalar type then the number of bytes written
5185    does not exceed the minimum number of bytes needed to hold all bits of the
5186    type.  For example, storing an <tt>i24</tt> writes at most three bytes.  When
5187    writing a value of a type like <tt>i20</tt> with a size that is not an
5188    integral number of bytes, it is unspecified what happens to the extra bits
5189    that do not belong to the type, but they will typically be overwritten.</p>
5190
5191 <h5>Example:</h5>
5192 <pre>
5193   %ptr = <a href="#i_alloca">alloca</a> i32                               <i>; yields {i32*}:ptr</i>
5194   store i32 3, i32* %ptr                          <i>; yields {void}</i>
5195   %val = <a href="#i_load">load</a> i32* %ptr                           <i>; yields {i32}:val = i32 3</i>
5196 </pre>
5197
5198 </div>
5199
5200 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5201 <h4>
5202 <a name="i_fence">'<tt>fence</tt>' Instruction</a>
5203 </h4>
5204
5205 <div>
5206
5207 <h5>Syntax:</h5>
5208 <pre>
5209   fence [singlethread] &lt;ordering&gt;                   <i>; yields {void}</i>
5210 </pre>
5211
5212 <h5>Overview:</h5>
5213 <p>The '<tt>fence</tt>' instruction is used to introduce happens-before edges
5214 between operations.</p>
5215
5216 <h5>Arguments:</h5> <p>'<code>fence</code>' instructions take an <a
5217 href="#ordering">ordering</a> argument which defines what
5218 <i>synchronizes-with</i> edges they add.  They can only be given
5219 <code>acquire</code>, <code>release</code>, <code>acq_rel</code>, and
5220 <code>seq_cst</code> orderings.</p>
5221
5222 <h5>Semantics:</h5>
5223 <p>A fence <var>A</var> which has (at least) <code>release</code> ordering
5224 semantics <i>synchronizes with</i> a fence <var>B</var> with (at least)
5225 <code>acquire</code> ordering semantics if and only if there exist atomic
5226 operations <var>X</var> and <var>Y</var>, both operating on some atomic object
5227 <var>M</var>, such that <var>A</var> is sequenced before <var>X</var>,
5228 <var>X</var> modifies <var>M</var> (either directly or through some side effect
5229 of a sequence headed by <var>X</var>), <var>Y</var> is sequenced before
5230 <var>B</var>, and <var>Y</var> observes <var>M</var>. This provides a
5231 <i>happens-before</i> dependency between <var>A</var> and <var>B</var>. Rather
5232 than an explicit <code>fence</code>, one (but not both) of the atomic operations
5233 <var>X</var> or <var>Y</var> might provide a <code>release</code> or
5234 <code>acquire</code> (resp.) ordering constraint and still
5235 <i>synchronize-with</i> the explicit <code>fence</code> and establish the
5236 <i>happens-before</i> edge.</p>
5237
5238 <p>A <code>fence</code> which has <code>seq_cst</code> ordering, in addition to
5239 having both <code>acquire</code> and <code>release</code> semantics specified
5240 above, participates in the global program order of other <code>seq_cst</code>
5241 operations and/or fences.</p>
5242
5243 <p>The optional "<a href="#singlethread"><code>singlethread</code></a>" argument
5244 specifies that the fence only synchronizes with other fences in the same
5245 thread.  (This is useful for interacting with signal handlers.)</p>
5246
5247 <h5>Example:</h5>
5248 <pre>
5249   fence acquire                          <i>; yields {void}</i>
5250   fence singlethread seq_cst             <i>; yields {void}</i>
5251 </pre>
5252
5253 </div>
5254
5255 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5256 <h4>
5257 <a name="i_cmpxchg">'<tt>cmpxchg</tt>' Instruction</a>
5258 </h4>
5259
5260 <div>
5261
5262 <h5>Syntax:</h5>
5263 <pre>
5264   cmpxchg [volatile] &lt;ty&gt;* &lt;pointer&gt;, &lt;ty&gt; &lt;cmp&gt;, &lt;ty&gt; &lt;new&gt; [singlethread] &lt;ordering&gt;  <i>; yields {ty}</i>
5265 </pre>
5266
5267 <h5>Overview:</h5>
5268 <p>The '<tt>cmpxchg</tt>' instruction is used to atomically modify memory.
5269 It loads a value in memory and compares it to a given value. If they are
5270 equal, it stores a new value into the memory.</p>
5271
5272 <h5>Arguments:</h5>
5273 <p>There are three arguments to the '<code>cmpxchg</code>' instruction: an
5274 address to operate on, a value to compare to the value currently be at that
5275 address, and a new value to place at that address if the compared values are
5276 equal.  The type of '<var>&lt;cmp&gt;</var>' must be an integer type whose
5277 bit width is a power of two greater than or equal to eight and less than
5278 or equal to a target-specific size limit. '<var>&lt;cmp&gt;</var>' and
5279 '<var>&lt;new&gt;</var>' must have the same type, and the type of
5280 '<var>&lt;pointer&gt;</var>' must be a pointer to that type. If the
5281 <code>cmpxchg</code> is marked as <code>volatile</code>, then the
5282 optimizer is not allowed to modify the number or order of execution
5283 of this <code>cmpxchg</code> with other <a href="#volatile">volatile
5284 operations</a>.</p>
5285
5286 <!-- FIXME: Extend allowed types. -->
5287
5288 <p>The <a href="#ordering"><var>ordering</var></a> argument specifies how this
5289 <code>cmpxchg</code> synchronizes with other atomic operations.</p>
5290
5291 <p>The optional "<code>singlethread</code>" argument declares that the
5292 <code>cmpxchg</code> is only atomic with respect to code (usually signal
5293 handlers) running in the same thread as the <code>cmpxchg</code>.  Otherwise the
5294 cmpxchg is atomic with respect to all other code in the system.</p>
5295
5296 <p>The pointer passed into cmpxchg must have alignment greater than or equal to
5297 the size in memory of the operand.
5298
5299 <h5>Semantics:</h5>
5300 <p>The contents of memory at the location specified by the
5301 '<tt>&lt;pointer&gt;</tt>' operand is read and compared to
5302 '<tt>&lt;cmp&gt;</tt>'; if the read value is the equal,
5303 '<tt>&lt;new&gt;</tt>' is written.  The original value at the location
5304 is returned.
5305
5306 <p>A successful <code>cmpxchg</code> is a read-modify-write instruction for the
5307 purpose of identifying <a href="#release_sequence">release sequences</a>.  A
5308 failed <code>cmpxchg</code> is equivalent to an atomic load with an ordering
5309 parameter determined by dropping any <code>release</code> part of the
5310 <code>cmpxchg</code>'s ordering.</p>
5311
5312 <!--
5313 FIXME: Is compare_exchange_weak() necessary?  (Consider after we've done
5314 optimization work on ARM.)
5315
5316 FIXME: Is a weaker ordering constraint on failure helpful in practice?
5317 -->
5318
5319 <h5>Example:</h5>
5320 <pre>
5321 entry:
5322   %orig = atomic <a href="#i_load">load</a> i32* %ptr unordered                   <i>; yields {i32}</i>
5323   <a href="#i_br">br</a> label %loop
5324
5325 loop:
5326   %cmp = <a href="#i_phi">phi</a> i32 [ %orig, %entry ], [%old, %loop]
5327   %squared = <a href="#i_mul">mul</a> i32 %cmp, %cmp
5328   %old = cmpxchg i32* %ptr, i32 %cmp, i32 %squared          <i>; yields {i32}</i>
5329   %success = <a href="#i_icmp">icmp</a> eq i32 %cmp, %old
5330   <a href="#i_br">br</a> i1 %success, label %done, label %loop
5331
5332 done:
5333   ...
5334 </pre>
5335
5336 </div>
5337
5338 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5339 <h4>
5340 <a name="i_atomicrmw">'<tt>atomicrmw</tt>' Instruction</a>
5341 </h4>
5342
5343 <div>
5344
5345 <h5>Syntax:</h5>
5346 <pre>
5347   atomicrmw [volatile] &lt;operation&gt; &lt;ty&gt;* &lt;pointer&gt;, &lt;ty&gt; &lt;value&gt; [singlethread] &lt;ordering&gt;                   <i>; yields {ty}</i>
5348 </pre>
5349
5350 <h5>Overview:</h5>
5351 <p>The '<tt>atomicrmw</tt>' instruction is used to atomically modify memory.</p>
5352
5353 <h5>Arguments:</h5>
5354 <p>There are three arguments to the '<code>atomicrmw</code>' instruction: an
5355 operation to apply, an address whose value to modify, an argument to the
5356 operation.  The operation must be one of the following keywords:</p>
5357 <ul>
5358   <li>xchg</li>
5359   <li>add</li>
5360   <li>sub</li>
5361   <li>and</li>
5362   <li>nand</li>
5363   <li>or</li>
5364   <li>xor</li>
5365   <li>max</li>
5366   <li>min</li>
5367   <li>umax</li>
5368   <li>umin</li>
5369 </ul>
5370
5371 <p>The type of '<var>&lt;value&gt;</var>' must be an integer type whose
5372 bit width is a power of two greater than or equal to eight and less than
5373 or equal to a target-specific size limit.  The type of the
5374 '<code>&lt;pointer&gt;</code>' operand must be a pointer to that type.
5375 If the <code>atomicrmw</code> is marked as <code>volatile</code>, then the
5376 optimizer is not allowed to modify the number or order of execution of this
5377 <code>atomicrmw</code> with other <a href="#volatile">volatile
5378   operations</a>.</p>
5379
5380 <!-- FIXME: Extend allowed types. -->
5381
5382 <h5>Semantics:</h5>
5383 <p>The contents of memory at the location specified by the
5384 '<tt>&lt;pointer&gt;</tt>' operand are atomically read, modified, and written
5385 back.  The original value at the location is returned.  The modification is
5386 specified by the <var>operation</var> argument:</p>
5387
5388 <ul>
5389   <li>xchg: <code>*ptr = val</code></li>
5390   <li>add: <code>*ptr = *ptr + val</code></li>
5391   <li>sub: <code>*ptr = *ptr - val</code></li>
5392   <li>and: <code>*ptr = *ptr &amp; val</code></li>
5393   <li>nand: <code>*ptr = ~(*ptr &amp; val)</code></li>
5394   <li>or: <code>*ptr = *ptr | val</code></li>
5395   <li>xor: <code>*ptr = *ptr ^ val</code></li>
5396   <li>max: <code>*ptr = *ptr &gt; val ? *ptr : val</code> (using a signed comparison)</li>
5397   <li>min: <code>*ptr = *ptr &lt; val ? *ptr : val</code> (using a signed comparison)</li>
5398   <li>umax: <code>*ptr = *ptr &gt; val ? *ptr : val</code> (using an unsigned comparison)</li>
5399   <li>umin: <code>*ptr = *ptr &lt; val ? *ptr : val</code> (using an unsigned comparison)</li>
5400 </ul>
5401
5402 <h5>Example:</h5>
5403 <pre>
5404   %old = atomicrmw add i32* %ptr, i32 1 acquire                        <i>; yields {i32}</i>
5405 </pre>
5406
5407 </div>
5408
5409 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5410 <h4>
5411    <a name="i_getelementptr">'<tt>getelementptr</tt>' Instruction</a>
5412 </h4>
5413
5414 <div>
5415
5416 <h5>Syntax:</h5>
5417 <pre>
5418   &lt;result&gt; = getelementptr &lt;pty&gt;* &lt;ptrval&gt;{, &lt;ty&gt; &lt;idx&gt;}*
5419   &lt;result&gt; = getelementptr inbounds &lt;pty&gt;* &lt;ptrval&gt;{, &lt;ty&gt; &lt;idx&gt;}*
5420   &lt;result&gt; = getelementptr &lt;ptr vector&gt; ptrval, &lt;vector index type&gt; idx
5421 </pre>
5422
5423 <h5>Overview:</h5>
5424 <p>The '<tt>getelementptr</tt>' instruction is used to get the address of a
5425    subelement of an <a href="#t_aggregate">aggregate</a> data structure.
5426    It performs address calculation only and does not access memory.</p>
5427
5428 <h5>Arguments:</h5>
5429 <p>The first argument is always a pointer or a vector of pointers,
5430    and forms the basis of the
5431    calculation. The remaining arguments are indices that indicate which of the
5432    elements of the aggregate object are indexed. The interpretation of each
5433    index is dependent on the type being indexed into. The first index always
5434    indexes the pointer value given as the first argument, the second index
5435    indexes a value of the type pointed to (not necessarily the value directly
5436    pointed to, since the first index can be non-zero), etc. The first type
5437    indexed into must be a pointer value, subsequent types can be arrays,
5438    vectors, and structs. Note that subsequent types being indexed into
5439    can never be pointers, since that would require loading the pointer before
5440    continuing calculation.</p>
5441
5442 <p>The type of each index argument depends on the type it is indexing into.
5443    When indexing into a (optionally packed) structure, only <tt>i32</tt>
5444    integer <b>constants</b> are allowed (when using a vector of indices they
5445    must all be the <b>same</b> <tt>i32</tt> integer constant).  When indexing
5446    into an array, pointer or vector, integers of any width are allowed, and
5447    they are not required to be constant.  These integers are treated as signed
5448    values where relevant.</p>
5449
5450 <p>For example, let's consider a C code fragment and how it gets compiled to
5451    LLVM:</p>
5452
5453 <pre class="doc_code">
5454 struct RT {
5455   char A;
5456   int B[10][20];
5457   char C;
5458 };
5459 struct ST {
5460   int X;
5461   double Y;
5462   struct RT Z;
5463 };
5464
5465 int *foo(struct ST *s) {
5466   return &amp;s[1].Z.B[5][13];
5467 }
5468 </pre>
5469
5470 <p>The LLVM code generated by Clang is:</p>
5471
5472 <pre class="doc_code">
5473 %struct.RT = <a href="#namedtypes">type</a> { i8, [10 x [20 x i32]], i8 }
5474 %struct.ST = <a href="#namedtypes">type</a> { i32, double, %struct.RT }
5475
5476 define i32* @foo(%struct.ST* %s) nounwind uwtable readnone optsize ssp {
5477 entry:
5478   %arrayidx = getelementptr inbounds %struct.ST* %s, i64 1, i32 2, i32 1, i64 5, i64 13
5479   ret i32* %arrayidx
5480 }
5481 </pre>
5482
5483 <h5>Semantics:</h5>
5484 <p>In the example above, the first index is indexing into the
5485    '<tt>%struct.ST*</tt>' type, which is a pointer, yielding a
5486    '<tt>%struct.ST</tt>' = '<tt>{ i32, double, %struct.RT }</tt>' type, a
5487    structure. The second index indexes into the third element of the structure,
5488    yielding a '<tt>%struct.RT</tt>' = '<tt>{ i8 , [10 x [20 x i32]], i8 }</tt>'
5489    type, another structure. The third index indexes into the second element of
5490    the structure, yielding a '<tt>[10 x [20 x i32]]</tt>' type, an array. The
5491    two dimensions of the array are subscripted into, yielding an '<tt>i32</tt>'
5492    type. The '<tt>getelementptr</tt>' instruction returns a pointer to this
5493    element, thus computing a value of '<tt>i32*</tt>' type.</p>
5494
5495 <p>Note that it is perfectly legal to index partially through a structure,
5496    returning a pointer to an inner element.  Because of this, the LLVM code for
5497    the given testcase is equivalent to:</p>
5498
5499 <pre class="doc_code">
5500 define i32* @foo(%struct.ST* %s) {
5501   %t1 = getelementptr %struct.ST* %s, i32 1                 <i>; yields %struct.ST*:%t1</i>
5502   %t2 = getelementptr %struct.ST* %t1, i32 0, i32 2         <i>; yields %struct.RT*:%t2</i>
5503   %t3 = getelementptr %struct.RT* %t2, i32 0, i32 1         <i>; yields [10 x [20 x i32]]*:%t3</i>
5504   %t4 = getelementptr [10 x [20 x i32]]* %t3, i32 0, i32 5  <i>; yields [20 x i32]*:%t4</i>
5505   %t5 = getelementptr [20 x i32]* %t4, i32 0, i32 13        <i>; yields i32*:%t5</i>
5506   ret i32* %t5
5507 }
5508 </pre>
5509
5510 <p>If the <tt>inbounds</tt> keyword is present, the result value of the
5511    <tt>getelementptr</tt> is a <a href="#poisonvalues">poison value</a> if the
5512    base pointer is not an <i>in bounds</i> address of an allocated object,
5513    or if any of the addresses that would be formed by successive addition of
5514    the offsets implied by the indices to the base address with infinitely
5515    precise signed arithmetic are not an <i>in bounds</i> address of that
5516    allocated object. The <i>in bounds</i> addresses for an allocated object
5517    are all the addresses that point into the object, plus the address one
5518    byte past the end.
5519    In cases where the base is a vector of pointers the <tt>inbounds</tt> keyword
5520    applies to each of the computations element-wise. </p>
5521
5522 <p>If the <tt>inbounds</tt> keyword is not present, the offsets are added to
5523    the base address with silently-wrapping two's complement arithmetic. If the
5524    offsets have a different width from the pointer, they are sign-extended or
5525    truncated to the width of the pointer. The result value of the
5526    <tt>getelementptr</tt> may be outside the object pointed to by the base
5527    pointer. The result value may not necessarily be used to access memory
5528    though, even if it happens to point into allocated storage. See the
5529    <a href="#pointeraliasing">Pointer Aliasing Rules</a> section for more
5530    information.</p>
5531
5532 <p>The getelementptr instruction is often confusing.  For some more insight into
5533    how it works, see <a href="GetElementPtr.html">the getelementptr FAQ</a>.</p>
5534
5535 <h5>Example:</h5>
5536 <pre>
5537     <i>; yields [12 x i8]*:aptr</i>
5538     %aptr = getelementptr {i32, [12 x i8]}* %saptr, i64 0, i32 1
5539     <i>; yields i8*:vptr</i>
5540     %vptr = getelementptr {i32, &lt;2 x i8&gt;}* %svptr, i64 0, i32 1, i32 1
5541     <i>; yields i8*:eptr</i>
5542     %eptr = getelementptr [12 x i8]* %aptr, i64 0, i32 1
5543     <i>; yields i32*:iptr</i>
5544     %iptr = getelementptr [10 x i32]* @arr, i16 0, i16 0
5545 </pre>
5546
5547 <p>In cases where the pointer argument is a vector of pointers, each index must
5548    be a vector with the same number of elements.  For example: </p>
5549 <pre class="doc_code">
5550  %A = getelementptr <4 x i8*> %ptrs, <4 x i64> %offsets,
5551 </pre>
5552
5553 </div>
5554
5555 </div>
5556
5557 <!-- ======================================================================= -->
5558 <h3>
5559   <a name="convertops">Conversion Operations</a>
5560 </h3>
5561
5562 <div>
5563
5564 <p>The instructions in this category are the conversion instructions (casting)
5565    which all take a single operand and a type. They perform various bit
5566    conversions on the operand.</p>
5567
5568 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5569 <h4>
5570    <a name="i_trunc">'<tt>trunc .. to</tt>' Instruction</a>
5571 </h4>
5572
5573 <div>
5574
5575 <h5>Syntax:</h5>
5576 <pre>
5577   &lt;result&gt; = trunc &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
5578 </pre>
5579
5580 <h5>Overview:</h5>
5581 <p>The '<tt>trunc</tt>' instruction truncates its operand to the
5582    type <tt>ty2</tt>.</p>
5583
5584 <h5>Arguments:</h5>
5585 <p>The '<tt>trunc</tt>' instruction takes a value to trunc, and a type to trunc it to.
5586    Both types must be of <a href="#t_integer">integer</a> types, or vectors
5587    of the same number of integers.
5588    The bit size of the <tt>value</tt> must be larger than
5589    the bit size of the destination type, <tt>ty2</tt>.
5590    Equal sized types are not allowed.</p>
5591
5592 <h5>Semantics:</h5>
5593 <p>The '<tt>trunc</tt>' instruction truncates the high order bits
5594    in <tt>value</tt> and converts the remaining bits to <tt>ty2</tt>. Since the
5595    source size must be larger than the destination size, <tt>trunc</tt> cannot
5596    be a <i>no-op cast</i>.  It will always truncate bits.</p>
5597
5598 <h5>Example:</h5>
5599 <pre>
5600   %X = trunc i32 257 to i8                        <i>; yields i8:1</i>
5601   %Y = trunc i32 123 to i1                        <i>; yields i1:true</i>
5602   %Z = trunc i32 122 to i1                        <i>; yields i1:false</i>
5603   %W = trunc &lt;2 x i16&gt; &lt;i16 8, i16 7&gt; to &lt;2 x i8&gt; <i>; yields &lt;i8 8, i8 7&gt;</i>
5604 </pre>
5605
5606 </div>
5607
5608 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5609 <h4>
5610    <a name="i_zext">'<tt>zext .. to</tt>' Instruction</a>
5611 </h4>
5612
5613 <div>
5614
5615 <h5>Syntax:</h5>
5616 <pre>
5617   &lt;result&gt; = zext &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
5618 </pre>
5619
5620 <h5>Overview:</h5>
5621 <p>The '<tt>zext</tt>' instruction zero extends its operand to type
5622    <tt>ty2</tt>.</p>
5623
5624
5625 <h5>Arguments:</h5>
5626 <p>The '<tt>zext</tt>' instruction takes a value to cast, and a type to cast it to.
5627    Both types must be of <a href="#t_integer">integer</a> types, or vectors
5628    of the same number of integers.
5629    The bit size of the <tt>value</tt> must be smaller than
5630    the bit size of the destination type,
5631    <tt>ty2</tt>.</p>
5632
5633 <h5>Semantics:</h5>
5634 <p>The <tt>zext</tt> fills the high order bits of the <tt>value</tt> with zero
5635    bits until it reaches the size of the destination type, <tt>ty2</tt>.</p>
5636
5637 <p>When zero extending from i1, the result will always be either 0 or 1.</p>
5638
5639 <h5>Example:</h5>
5640 <pre>
5641   %X = zext i32 257 to i64              <i>; yields i64:257</i>
5642   %Y = zext i1 true to i32              <i>; yields i32:1</i>
5643   %Z = zext &lt;2 x i16&gt; &lt;i16 8, i16 7&gt; to &lt;2 x i32&gt; <i>; yields &lt;i32 8, i32 7&gt;</i>
5644 </pre>
5645
5646 </div>
5647
5648 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5649 <h4>
5650    <a name="i_sext">'<tt>sext .. to</tt>' Instruction</a>
5651 </h4>
5652
5653 <div>
5654
5655 <h5>Syntax:</h5>
5656 <pre>
5657   &lt;result&gt; = sext &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
5658 </pre>
5659
5660 <h5>Overview:</h5>
5661 <p>The '<tt>sext</tt>' sign extends <tt>value</tt> to the type <tt>ty2</tt>.</p>
5662
5663 <h5>Arguments:</h5>
5664 <p>The '<tt>sext</tt>' instruction takes a value to cast, and a type to cast it to.
5665    Both types must be of <a href="#t_integer">integer</a> types, or vectors
5666    of the same number of integers.
5667    The bit size of the <tt>value</tt> must be smaller than
5668    the bit size of the destination type,
5669    <tt>ty2</tt>.</p>
5670
5671 <h5>Semantics:</h5>
5672 <p>The '<tt>sext</tt>' instruction performs a sign extension by copying the sign
5673    bit (highest order bit) of the <tt>value</tt> until it reaches the bit size
5674    of the type <tt>ty2</tt>.</p>
5675
5676 <p>When sign extending from i1, the extension always results in -1 or 0.</p>
5677
5678 <h5>Example:</h5>
5679 <pre>
5680   %X = sext i8  -1 to i16              <i>; yields i16   :65535</i>
5681   %Y = sext i1 true to i32             <i>; yields i32:-1</i>
5682   %Z = sext &lt;2 x i16&gt; &lt;i16 8, i16 7&gt; to &lt;2 x i32&gt; <i>; yields &lt;i32 8, i32 7&gt;</i>
5683 </pre>
5684
5685 </div>
5686
5687 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5688 <h4>
5689    <a name="i_fptrunc">'<tt>fptrunc .. to</tt>' Instruction</a>
5690 </h4>
5691
5692 <div>
5693
5694 <h5>Syntax:</h5>
5695 <pre>
5696   &lt;result&gt; = fptrunc &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
5697 </pre>
5698
5699 <h5>Overview:</h5>
5700 <p>The '<tt>fptrunc</tt>' instruction truncates <tt>value</tt> to type
5701    <tt>ty2</tt>.</p>
5702
5703 <h5>Arguments:</h5>
5704 <p>The '<tt>fptrunc</tt>' instruction takes a <a href="#t_floating">floating
5705    point</a> value to cast and a <a href="#t_floating">floating point</a> type
5706    to cast it to. The size of <tt>value</tt> must be larger than the size of
5707    <tt>ty2</tt>. This implies that <tt>fptrunc</tt> cannot be used to make a
5708    <i>no-op cast</i>.</p>
5709
5710 <h5>Semantics:</h5>
5711 <p>The '<tt>fptrunc</tt>' instruction truncates a <tt>value</tt> from a larger
5712    <a href="#t_floating">floating point</a> type to a smaller
5713    <a href="#t_floating">floating point</a> type.  If the value cannot fit
5714    within the destination type, <tt>ty2</tt>, then the results are
5715    undefined.</p>
5716
5717 <h5>Example:</h5>
5718 <pre>
5719   %X = fptrunc double 123.0 to float         <i>; yields float:123.0</i>
5720   %Y = fptrunc double 1.0E+300 to float      <i>; yields undefined</i>
5721 </pre>
5722
5723 </div>
5724
5725 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5726 <h4>
5727    <a name="i_fpext">'<tt>fpext .. to</tt>' Instruction</a>
5728 </h4>
5729
5730 <div>
5731
5732 <h5>Syntax:</h5>
5733 <pre>
5734   &lt;result&gt; = fpext &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
5735 </pre>
5736
5737 <h5>Overview:</h5>
5738 <p>The '<tt>fpext</tt>' extends a floating point <tt>value</tt> to a larger
5739    floating point value.</p>
5740
5741 <h5>Arguments:</h5>
5742 <p>The '<tt>fpext</tt>' instruction takes a
5743    <a href="#t_floating">floating point</a> <tt>value</tt> to cast, and
5744    a <a href="#t_floating">floating point</a> type to cast it to. The source
5745    type must be smaller than the destination type.</p>
5746
5747 <h5>Semantics:</h5>
5748 <p>The '<tt>fpext</tt>' instruction extends the <tt>value</tt> from a smaller
5749    <a href="#t_floating">floating point</a> type to a larger
5750    <a href="#t_floating">floating point</a> type. The <tt>fpext</tt> cannot be
5751    used to make a <i>no-op cast</i> because it always changes bits. Use
5752    <tt>bitcast</tt> to make a <i>no-op cast</i> for a floating point cast.</p>
5753
5754 <h5>Example:</h5>
5755 <pre>
5756   %X = fpext float 3.125 to double         <i>; yields double:3.125000e+00</i>
5757   %Y = fpext double %X to fp128            <i>; yields fp128:0xL00000000000000004000900000000000</i>
5758 </pre>
5759
5760 </div>
5761
5762 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5763 <h4>
5764    <a name="i_fptoui">'<tt>fptoui .. to</tt>' Instruction</a>
5765 </h4>
5766
5767 <div>
5768
5769 <h5>Syntax:</h5>
5770 <pre>
5771   &lt;result&gt; = fptoui &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
5772 </pre>
5773
5774 <h5>Overview:</h5>
5775 <p>The '<tt>fptoui</tt>' converts a floating point <tt>value</tt> to its
5776    unsigned integer equivalent of type <tt>ty2</tt>.</p>
5777
5778 <h5>Arguments:</h5>
5779 <p>The '<tt>fptoui</tt>' instruction takes a value to cast, which must be a
5780    scalar or vector <a href="#t_floating">floating point</a> value, and a type
5781    to cast it to <tt>ty2</tt>, which must be an <a href="#t_integer">integer</a>
5782    type. If <tt>ty</tt> is a vector floating point type, <tt>ty2</tt> must be a
5783    vector integer type with the same number of elements as <tt>ty</tt></p>
5784
5785 <h5>Semantics:</h5>
5786 <p>The '<tt>fptoui</tt>' instruction converts its
5787    <a href="#t_floating">floating point</a> operand into the nearest (rounding
5788    towards zero) unsigned integer value. If the value cannot fit
5789    in <tt>ty2</tt>, the results are undefined.</p>
5790
5791 <h5>Example:</h5>
5792 <pre>
5793   %X = fptoui double 123.0 to i32      <i>; yields i32:123</i>
5794   %Y = fptoui float 1.0E+300 to i1     <i>; yields undefined:1</i>
5795   %Z = fptoui float 1.04E+17 to i8     <i>; yields undefined:1</i>
5796 </pre>
5797
5798 </div>
5799
5800 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5801 <h4>
5802    <a name="i_fptosi">'<tt>fptosi .. to</tt>' Instruction</a>
5803 </h4>
5804
5805 <div>
5806
5807 <h5>Syntax:</h5>
5808 <pre>
5809   &lt;result&gt; = fptosi &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
5810 </pre>
5811
5812 <h5>Overview:</h5>
5813 <p>The '<tt>fptosi</tt>' instruction converts
5814    <a href="#t_floating">floating point</a> <tt>value</tt> to
5815    type <tt>ty2</tt>.</p>
5816
5817 <h5>Arguments:</h5>
5818 <p>The '<tt>fptosi</tt>' instruction takes a value to cast, which must be a
5819    scalar or vector <a href="#t_floating">floating point</a> value, and a type
5820    to cast it to <tt>ty2</tt>, which must be an <a href="#t_integer">integer</a>
5821    type. If <tt>ty</tt> is a vector floating point type, <tt>ty2</tt> must be a
5822    vector integer type with the same number of elements as <tt>ty</tt></p>
5823
5824 <h5>Semantics:</h5>
5825 <p>The '<tt>fptosi</tt>' instruction converts its
5826    <a href="#t_floating">floating point</a> operand into the nearest (rounding
5827    towards zero) signed integer value. If the value cannot fit in <tt>ty2</tt>,
5828    the results are undefined.</p>
5829
5830 <h5>Example:</h5>
5831 <pre>
5832   %X = fptosi double -123.0 to i32      <i>; yields i32:-123</i>
5833   %Y = fptosi float 1.0E-247 to i1      <i>; yields undefined:1</i>
5834   %Z = fptosi float 1.04E+17 to i8      <i>; yields undefined:1</i>
5835 </pre>
5836
5837 </div>
5838
5839 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5840 <h4>
5841    <a name="i_uitofp">'<tt>uitofp .. to</tt>' Instruction</a>
5842 </h4>
5843
5844 <div>
5845
5846 <h5>Syntax:</h5>
5847 <pre>
5848   &lt;result&gt; = uitofp &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
5849 </pre>
5850
5851 <h5>Overview:</h5>
5852 <p>The '<tt>uitofp</tt>' instruction regards <tt>value</tt> as an unsigned
5853    integer and converts that value to the <tt>ty2</tt> type.</p>
5854
5855 <h5>Arguments:</h5>
5856 <p>The '<tt>uitofp</tt>' instruction takes a value to cast, which must be a
5857    scalar or vector <a href="#t_integer">integer</a> value, and a type to cast
5858    it to <tt>ty2</tt>, which must be an <a href="#t_floating">floating point</a>
5859    type. If <tt>ty</tt> is a vector integer type, <tt>ty2</tt> must be a vector
5860    floating point type with the same number of elements as <tt>ty</tt></p>
5861
5862 <h5>Semantics:</h5>
5863 <p>The '<tt>uitofp</tt>' instruction interprets its operand as an unsigned
5864    integer quantity and converts it to the corresponding floating point
5865    value. If the value cannot fit in the floating point value, the results are
5866    undefined.</p>
5867
5868 <h5>Example:</h5>
5869 <pre>
5870   %X = uitofp i32 257 to float         <i>; yields float:257.0</i>
5871   %Y = uitofp i8 -1 to double          <i>; yields double:255.0</i>
5872 </pre>
5873
5874 </div>
5875
5876 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5877 <h4>
5878    <a name="i_sitofp">'<tt>sitofp .. to</tt>' Instruction</a>
5879 </h4>
5880
5881 <div>
5882
5883 <h5>Syntax:</h5>
5884 <pre>
5885   &lt;result&gt; = sitofp &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
5886 </pre>
5887
5888 <h5>Overview:</h5>
5889 <p>The '<tt>sitofp</tt>' instruction regards <tt>value</tt> as a signed integer
5890    and converts that value to the <tt>ty2</tt> type.</p>
5891
5892 <h5>Arguments:</h5>
5893 <p>The '<tt>sitofp</tt>' instruction takes a value to cast, which must be a
5894    scalar or vector <a href="#t_integer">integer</a> value, and a type to cast
5895    it to <tt>ty2</tt>, which must be an <a href="#t_floating">floating point</a>
5896    type. If <tt>ty</tt> is a vector integer type, <tt>ty2</tt> must be a vector
5897    floating point type with the same number of elements as <tt>ty</tt></p>
5898
5899 <h5>Semantics:</h5>
5900 <p>The '<tt>sitofp</tt>' instruction interprets its operand as a signed integer
5901    quantity and converts it to the corresponding floating point value. If the
5902    value cannot fit in the floating point value, the results are undefined.</p>
5903
5904 <h5>Example:</h5>
5905 <pre>
5906   %X = sitofp i32 257 to float         <i>; yields float:257.0</i>
5907   %Y = sitofp i8 -1 to double          <i>; yields double:-1.0</i>
5908 </pre>
5909
5910 </div>
5911
5912 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5913 <h4>
5914    <a name="i_ptrtoint">'<tt>ptrtoint .. to</tt>' Instruction</a>
5915 </h4>
5916
5917 <div>
5918
5919 <h5>Syntax:</h5>
5920 <pre>
5921   &lt;result&gt; = ptrtoint &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
5922 </pre>
5923
5924 <h5>Overview:</h5>
5925 <p>The '<tt>ptrtoint</tt>' instruction converts the pointer or a vector of
5926    pointers <tt>value</tt> to
5927    the integer (or vector of integers) type <tt>ty2</tt>.</p>
5928
5929 <h5>Arguments:</h5>
5930 <p>The '<tt>ptrtoint</tt>' instruction takes a <tt>value</tt> to cast, which
5931    must be a a value of type <a href="#t_pointer">pointer</a> or a vector of
5932     pointers, and a type to cast it to
5933    <tt>ty2</tt>, which must be an <a href="#t_integer">integer</a> or a vector
5934    of integers type.</p>
5935
5936 <h5>Semantics:</h5>
5937 <p>The '<tt>ptrtoint</tt>' instruction converts <tt>value</tt> to integer type
5938    <tt>ty2</tt> by interpreting the pointer value as an integer and either
5939    truncating or zero extending that value to the size of the integer type. If
5940    <tt>value</tt> is smaller than <tt>ty2</tt> then a zero extension is done. If
5941    <tt>value</tt> is larger than <tt>ty2</tt> then a truncation is done. If they
5942    are the same size, then nothing is done (<i>no-op cast</i>) other than a type
5943    change.</p>
5944
5945 <h5>Example:</h5>
5946 <pre>
5947   %X = ptrtoint i32* %P to i8                         <i>; yields truncation on 32-bit architecture</i>
5948   %Y = ptrtoint i32* %P to i64                        <i>; yields zero extension on 32-bit architecture</i>
5949   %Z = ptrtoint &lt;4 x i32*&gt; %P to &lt;4 x i64&gt;<i>; yields vector zero extension for a vector of addresses on 32-bit architecture</i>
5950 </pre>
5951
5952 </div>
5953
5954 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5955 <h4>
5956    <a name="i_inttoptr">'<tt>inttoptr .. to</tt>' Instruction</a>
5957 </h4>
5958
5959 <div>
5960
5961 <h5>Syntax:</h5>
5962 <pre>
5963   &lt;result&gt; = inttoptr &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
5964 </pre>
5965
5966 <h5>Overview:</h5>
5967 <p>The '<tt>inttoptr</tt>' instruction converts an integer <tt>value</tt> to a
5968    pointer type, <tt>ty2</tt>.</p>
5969
5970 <h5>Arguments:</h5>
5971 <p>The '<tt>inttoptr</tt>' instruction takes an <a href="#t_integer">integer</a>
5972    value to cast, and a type to cast it to, which must be a
5973    <a href="#t_pointer">pointer</a> type.</p>
5974
5975 <h5>Semantics:</h5>
5976 <p>The '<tt>inttoptr</tt>' instruction converts <tt>value</tt> to type
5977    <tt>ty2</tt> by applying either a zero extension or a truncation depending on
5978    the size of the integer <tt>value</tt>. If <tt>value</tt> is larger than the
5979    size of a pointer then a truncation is done. If <tt>value</tt> is smaller
5980    than the size of a pointer then a zero extension is done. If they are the
5981    same size, nothing is done (<i>no-op cast</i>).</p>
5982
5983 <h5>Example:</h5>
5984 <pre>
5985   %X = inttoptr i32 255 to i32*          <i>; yields zero extension on 64-bit architecture</i>
5986   %Y = inttoptr i32 255 to i32*          <i>; yields no-op on 32-bit architecture</i>
5987   %Z = inttoptr i64 0 to i32*            <i>; yields truncation on 32-bit architecture</i>
5988   %Z = inttoptr &lt;4 x i32&gt; %G to &lt;4 x i8*&gt;<i>; yields truncation of vector G to four pointers</i>
5989 </pre>
5990
5991 </div>
5992
5993 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5994 <h4>
5995    <a name="i_bitcast">'<tt>bitcast .. to</tt>' Instruction</a>
5996 </h4>
5997
5998 <div>
5999
6000 <h5>Syntax:</h5>
6001 <pre>
6002   &lt;result&gt; = bitcast &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
6003 </pre>
6004
6005 <h5>Overview:</h5>
6006 <p>The '<tt>bitcast</tt>' instruction converts <tt>value</tt> to type
6007    <tt>ty2</tt> without changing any bits.</p>
6008
6009 <h5>Arguments:</h5>
6010 <p>The '<tt>bitcast</tt>' instruction takes a value to cast, which must be a
6011    non-aggregate first class value, and a type to cast it to, which must also be
6012    a non-aggregate <a href="#t_firstclass">first class</a> type. The bit sizes
6013    of <tt>value</tt> and the destination type, <tt>ty2</tt>, must be
6014    identical. If the source type is a pointer, the destination type must also be
6015    a pointer.  This instruction supports bitwise conversion of vectors to
6016    integers and to vectors of other types (as long as they have the same
6017    size).</p>
6018
6019 <h5>Semantics:</h5>
6020 <p>The '<tt>bitcast</tt>' instruction converts <tt>value</tt> to type
6021    <tt>ty2</tt>. It is always a <i>no-op cast</i> because no bits change with
6022    this conversion.  The conversion is done as if the <tt>value</tt> had been
6023    stored to memory and read back as type <tt>ty2</tt>.
6024    Pointer (or vector of pointers) types may only be converted to other pointer
6025    (or vector of pointers) types with this instruction. To convert
6026    pointers to other types, use the <a href="#i_inttoptr">inttoptr</a> or
6027    <a href="#i_ptrtoint">ptrtoint</a> instructions first.</p>
6028
6029 <h5>Example:</h5>
6030 <pre>
6031   %X = bitcast i8 255 to i8              <i>; yields i8 :-1</i>
6032   %Y = bitcast i32* %x to sint*          <i>; yields sint*:%x</i>
6033   %Z = bitcast &lt;2 x int&gt; %V to i64;        <i>; yields i64: %V</i>
6034   %Z = bitcast &lt;2 x i32*&gt; %V to &lt;2 x i64*&gt; <i>; yields &lt;2 x i64*&gt;</i>
6035 </pre>
6036
6037 </div>
6038
6039 </div>
6040
6041 <!-- ======================================================================= -->
6042 <h3>
6043   <a name="otherops">Other Operations</a>
6044 </h3>
6045
6046 <div>
6047
6048 <p>The instructions in this category are the "miscellaneous" instructions, which
6049    defy better classification.</p>
6050
6051 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6052 <h4>
6053   <a name="i_icmp">'<tt>icmp</tt>' Instruction</a>
6054 </h4>
6055
6056 <div>
6057
6058 <h5>Syntax:</h5>
6059 <pre>
6060   &lt;result&gt; = icmp &lt;cond&gt; &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {i1} or {&lt;N x i1&gt;}:result</i>
6061 </pre>
6062
6063 <h5>Overview:</h5>
6064 <p>The '<tt>icmp</tt>' instruction returns a boolean value or a vector of
6065    boolean values based on comparison of its two integer, integer vector,
6066    pointer, or pointer vector operands.</p>
6067
6068 <h5>Arguments:</h5>
6069 <p>The '<tt>icmp</tt>' instruction takes three operands. The first operand is
6070    the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is not a
6071    value, just a keyword. The possible condition code are:</p>
6072
6073 <ol>
6074   <li><tt>eq</tt>: equal</li>
6075   <li><tt>ne</tt>: not equal </li>
6076   <li><tt>ugt</tt>: unsigned greater than</li>
6077   <li><tt>uge</tt>: unsigned greater or equal</li>
6078   <li><tt>ult</tt>: unsigned less than</li>
6079   <li><tt>ule</tt>: unsigned less or equal</li>
6080   <li><tt>sgt</tt>: signed greater than</li>
6081   <li><tt>sge</tt>: signed greater or equal</li>
6082   <li><tt>slt</tt>: signed less than</li>
6083   <li><tt>sle</tt>: signed less or equal</li>
6084 </ol>
6085
6086 <p>The remaining two arguments must be <a href="#t_integer">integer</a> or
6087    <a href="#t_pointer">pointer</a> or integer <a href="#t_vector">vector</a>
6088    typed.  They must also be identical types.</p>
6089
6090 <h5>Semantics:</h5>
6091 <p>The '<tt>icmp</tt>' compares <tt>op1</tt> and <tt>op2</tt> according to the
6092    condition code given as <tt>cond</tt>. The comparison performed always yields
6093    either an <a href="#t_integer"><tt>i1</tt></a> or vector of <tt>i1</tt>
6094    result, as follows:</p>
6095
6096 <ol>
6097   <li><tt>eq</tt>: yields <tt>true</tt> if the operands are equal,
6098       <tt>false</tt> otherwise. No sign interpretation is necessary or
6099       performed.</li>
6100
6101   <li><tt>ne</tt>: yields <tt>true</tt> if the operands are unequal,
6102       <tt>false</tt> otherwise. No sign interpretation is necessary or
6103       performed.</li>
6104
6105   <li><tt>ugt</tt>: interprets the operands as unsigned values and yields
6106       <tt>true</tt> if <tt>op1</tt> is greater than <tt>op2</tt>.</li>
6107
6108   <li><tt>uge</tt>: interprets the operands as unsigned values and yields
6109       <tt>true</tt> if <tt>op1</tt> is greater than or equal
6110       to <tt>op2</tt>.</li>
6111
6112   <li><tt>ult</tt>: interprets the operands as unsigned values and yields
6113       <tt>true</tt> if <tt>op1</tt> is less than <tt>op2</tt>.</li>
6114
6115   <li><tt>ule</tt>: interprets the operands as unsigned values and yields
6116       <tt>true</tt> if <tt>op1</tt> is less than or equal to <tt>op2</tt>.</li>
6117
6118   <li><tt>sgt</tt>: interprets the operands as signed values and yields
6119       <tt>true</tt> if <tt>op1</tt> is greater than <tt>op2</tt>.</li>
6120
6121   <li><tt>sge</tt>: interprets the operands as signed values and yields
6122       <tt>true</tt> if <tt>op1</tt> is greater than or equal
6123       to <tt>op2</tt>.</li>
6124
6125   <li><tt>slt</tt>: interprets the operands as signed values and yields
6126       <tt>true</tt> if <tt>op1</tt> is less than <tt>op2</tt>.</li>
6127
6128   <li><tt>sle</tt>: interprets the operands as signed values and yields
6129       <tt>true</tt> if <tt>op1</tt> is less than or equal to <tt>op2</tt>.</li>
6130 </ol>
6131
6132 <p>If the operands are <a href="#t_pointer">pointer</a> typed, the pointer
6133    values are compared as if they were integers.</p>
6134
6135 <p>If the operands are integer vectors, then they are compared element by
6136    element. The result is an <tt>i1</tt> vector with the same number of elements
6137    as the values being compared.  Otherwise, the result is an <tt>i1</tt>.</p>
6138
6139 <h5>Example:</h5>
6140 <pre>
6141   &lt;result&gt; = icmp eq i32 4, 5          <i>; yields: result=false</i>
6142   &lt;result&gt; = icmp ne float* %X, %X     <i>; yields: result=false</i>
6143   &lt;result&gt; = icmp ult i16  4, 5        <i>; yields: result=true</i>
6144   &lt;result&gt; = icmp sgt i16  4, 5        <i>; yields: result=false</i>
6145   &lt;result&gt; = icmp ule i16 -4, 5        <i>; yields: result=false</i>
6146   &lt;result&gt; = icmp sge i16  4, 5        <i>; yields: result=false</i>
6147 </pre>
6148
6149 <p>Note that the code generator does not yet support vector types with
6150    the <tt>icmp</tt> instruction.</p>
6151
6152 </div>
6153
6154 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6155 <h4>
6156   <a name="i_fcmp">'<tt>fcmp</tt>' Instruction</a>
6157 </h4>
6158
6159 <div>
6160
6161 <h5>Syntax:</h5>
6162 <pre>
6163   &lt;result&gt; = fcmp &lt;cond&gt; &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;     <i>; yields {i1} or {&lt;N x i1&gt;}:result</i>
6164 </pre>
6165
6166 <h5>Overview:</h5>
6167 <p>The '<tt>fcmp</tt>' instruction returns a boolean value or vector of boolean
6168    values based on comparison of its operands.</p>
6169
6170 <p>If the operands are floating point scalars, then the result type is a boolean
6171 (<a href="#t_integer"><tt>i1</tt></a>).</p>
6172
6173 <p>If the operands are floating point vectors, then the result type is a vector
6174    of boolean with the same number of elements as the operands being
6175    compared.</p>
6176
6177 <h5>Arguments:</h5>
6178 <p>The '<tt>fcmp</tt>' instruction takes three operands. The first operand is
6179    the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is not a
6180    value, just a keyword. The possible condition code are:</p>
6181
6182 <ol>
6183   <li><tt>false</tt>: no comparison, always returns false</li>
6184   <li><tt>oeq</tt>: ordered and equal</li>
6185   <li><tt>ogt</tt>: ordered and greater than </li>
6186   <li><tt>oge</tt>: ordered and greater than or equal</li>
6187   <li><tt>olt</tt>: ordered and less than </li>
6188   <li><tt>ole</tt>: ordered and less than or equal</li>
6189   <li><tt>one</tt>: ordered and not equal</li>
6190   <li><tt>ord</tt>: ordered (no nans)</li>
6191   <li><tt>ueq</tt>: unordered or equal</li>
6192   <li><tt>ugt</tt>: unordered or greater than </li>
6193   <li><tt>uge</tt>: unordered or greater than or equal</li>
6194   <li><tt>ult</tt>: unordered or less than </li>
6195   <li><tt>ule</tt>: unordered or less than or equal</li>
6196   <li><tt>une</tt>: unordered or not equal</li>
6197   <li><tt>uno</tt>: unordered (either nans)</li>
6198   <li><tt>true</tt>: no comparison, always returns true</li>
6199 </ol>
6200
6201 <p><i>Ordered</i> means that neither operand is a QNAN while
6202    <i>unordered</i> means that either operand may be a QNAN.</p>
6203
6204 <p>Each of <tt>val1</tt> and <tt>val2</tt> arguments must be either
6205    a <a href="#t_floating">floating point</a> type or
6206    a <a href="#t_vector">vector</a> of floating point type.  They must have
6207    identical types.</p>
6208
6209 <h5>Semantics:</h5>
6210 <p>The '<tt>fcmp</tt>' instruction compares <tt>op1</tt> and <tt>op2</tt>
6211    according to the condition code given as <tt>cond</tt>.  If the operands are
6212    vectors, then the vectors are compared element by element.  Each comparison
6213    performed always yields an <a href="#t_integer">i1</a> result, as
6214    follows:</p>
6215
6216 <ol>
6217   <li><tt>false</tt>: always yields <tt>false</tt>, regardless of operands.</li>
6218
6219   <li><tt>oeq</tt>: yields <tt>true</tt> if both operands are not a QNAN and
6220       <tt>op1</tt> is equal to <tt>op2</tt>.</li>
6221
6222   <li><tt>ogt</tt>: yields <tt>true</tt> if both operands are not a QNAN and
6223       <tt>op1</tt> is greater than <tt>op2</tt>.</li>
6224
6225   <li><tt>oge</tt>: yields <tt>true</tt> if both operands are not a QNAN and
6226       <tt>op1</tt> is greater than or equal to <tt>op2</tt>.</li>
6227
6228   <li><tt>olt</tt>: yields <tt>true</tt> if both operands are not a QNAN and
6229       <tt>op1</tt> is less than <tt>op2</tt>.</li>
6230
6231   <li><tt>ole</tt>: yields <tt>true</tt> if both operands are not a QNAN and
6232       <tt>op1</tt> is less than or equal to <tt>op2</tt>.</li>
6233
6234   <li><tt>one</tt>: yields <tt>true</tt> if both operands are not a QNAN and
6235       <tt>op1</tt> is not equal to <tt>op2</tt>.</li>
6236
6237   <li><tt>ord</tt>: yields <tt>true</tt> if both operands are not a QNAN.</li>
6238
6239   <li><tt>ueq</tt>: yields <tt>true</tt> if either operand is a QNAN or
6240       <tt>op1</tt> is equal to <tt>op2</tt>.</li>
6241
6242   <li><tt>ugt</tt>: yields <tt>true</tt> if either operand is a QNAN or
6243       <tt>op1</tt> is greater than <tt>op2</tt>.</li>
6244
6245   <li><tt>uge</tt>: yields <tt>true</tt> if either operand is a QNAN or
6246       <tt>op1</tt> is greater than or equal to <tt>op2</tt>.</li>
6247
6248   <li><tt>ult</tt>: yields <tt>true</tt> if either operand is a QNAN or
6249       <tt>op1</tt> is less than <tt>op2</tt>.</li>
6250
6251   <li><tt>ule</tt>: yields <tt>true</tt> if either operand is a QNAN or
6252       <tt>op1</tt> is less than or equal to <tt>op2</tt>.</li>
6253
6254   <li><tt>une</tt>: yields <tt>true</tt> if either operand is a QNAN or
6255       <tt>op1</tt> is not equal to <tt>op2</tt>.</li>
6256
6257   <li><tt>uno</tt>: yields <tt>true</tt> if either operand is a QNAN.</li>
6258
6259   <li><tt>true</tt>: always yields <tt>true</tt>, regardless of operands.</li>
6260 </ol>
6261
6262 <h5>Example:</h5>
6263 <pre>
6264   &lt;result&gt; = fcmp oeq float 4.0, 5.0    <i>; yields: result=false</i>
6265   &lt;result&gt; = fcmp one float 4.0, 5.0    <i>; yields: result=true</i>
6266   &lt;result&gt; = fcmp olt float 4.0, 5.0    <i>; yields: result=true</i>
6267   &lt;result&gt; = fcmp ueq double 1.0, 2.0   <i>; yields: result=false</i>
6268 </pre>
6269
6270 <p>Note that the code generator does not yet support vector types with
6271    the <tt>fcmp</tt> instruction.</p>
6272
6273 </div>
6274
6275 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6276 <h4>
6277   <a name="i_phi">'<tt>phi</tt>' Instruction</a>
6278 </h4>
6279
6280 <div>
6281
6282 <h5>Syntax:</h5>
6283 <pre>
6284   &lt;result&gt; = phi &lt;ty&gt; [ &lt;val0&gt;, &lt;label0&gt;], ...
6285 </pre>
6286
6287 <h5>Overview:</h5>
6288 <p>The '<tt>phi</tt>' instruction is used to implement the &#966; node in the
6289    SSA graph representing the function.</p>
6290
6291 <h5>Arguments:</h5>
6292 <p>The type of the incoming values is specified with the first type field. After
6293    this, the '<tt>phi</tt>' instruction takes a list of pairs as arguments, with
6294    one pair for each predecessor basic block of the current block.  Only values
6295    of <a href="#t_firstclass">first class</a> type may be used as the value
6296    arguments to the PHI node.  Only labels may be used as the label
6297    arguments.</p>
6298
6299 <p>There must be no non-phi instructions between the start of a basic block and
6300    the PHI instructions: i.e. PHI instructions must be first in a basic
6301    block.</p>
6302
6303 <p>For the purposes of the SSA form, the use of each incoming value is deemed to
6304    occur on the edge from the corresponding predecessor block to the current
6305    block (but after any definition of an '<tt>invoke</tt>' instruction's return
6306    value on the same edge).</p>
6307
6308 <h5>Semantics:</h5>
6309 <p>At runtime, the '<tt>phi</tt>' instruction logically takes on the value
6310    specified by the pair corresponding to the predecessor basic block that
6311    executed just prior to the current block.</p>
6312
6313 <h5>Example:</h5>
6314 <pre>
6315 Loop:       ; Infinite loop that counts from 0 on up...
6316   %indvar = phi i32 [ 0, %LoopHeader ], [ %nextindvar, %Loop ]
6317   %nextindvar = add i32 %indvar, 1
6318   br label %Loop
6319 </pre>
6320
6321 </div>
6322
6323 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6324 <h4>
6325    <a name="i_select">'<tt>select</tt>' Instruction</a>
6326 </h4>
6327
6328 <div>
6329
6330 <h5>Syntax:</h5>
6331 <pre>
6332   &lt;result&gt; = select <i>selty</i> &lt;cond&gt;, &lt;ty&gt; &lt;val1&gt;, &lt;ty&gt; &lt;val2&gt;             <i>; yields ty</i>
6333
6334   <i>selty</i> is either i1 or {&lt;N x i1&gt;}
6335 </pre>
6336
6337 <h5>Overview:</h5>
6338 <p>The '<tt>select</tt>' instruction is used to choose one value based on a
6339    condition, without branching.</p>
6340
6341
6342 <h5>Arguments:</h5>
6343 <p>The '<tt>select</tt>' instruction requires an 'i1' value or a vector of 'i1'
6344    values indicating the condition, and two values of the
6345    same <a href="#t_firstclass">first class</a> type.  If the val1/val2 are
6346    vectors and the condition is a scalar, then entire vectors are selected, not
6347    individual elements.</p>
6348
6349 <h5>Semantics:</h5>
6350 <p>If the condition is an i1 and it evaluates to 1, the instruction returns the
6351    first value argument; otherwise, it returns the second value argument.</p>
6352
6353 <p>If the condition is a vector of i1, then the value arguments must be vectors
6354    of the same size, and the selection is done element by element.</p>
6355
6356 <h5>Example:</h5>
6357 <pre>
6358   %X = select i1 true, i8 17, i8 42          <i>; yields i8:17</i>
6359 </pre>
6360
6361 </div>
6362
6363 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6364 <h4>
6365   <a name="i_call">'<tt>call</tt>' Instruction</a>
6366 </h4>
6367
6368 <div>
6369
6370 <h5>Syntax:</h5>
6371 <pre>
6372   &lt;result&gt; = [tail] call [<a href="#callingconv">cconv</a>] [<a href="#paramattrs">ret attrs</a>] &lt;ty&gt; [&lt;fnty&gt;*] &lt;fnptrval&gt;(&lt;function args&gt;) [<a href="#fnattrs">fn attrs</a>]
6373 </pre>
6374
6375 <h5>Overview:</h5>
6376 <p>The '<tt>call</tt>' instruction represents a simple function call.</p>
6377
6378 <h5>Arguments:</h5>
6379 <p>This instruction requires several arguments:</p>
6380
6381 <ol>
6382   <li>The optional "tail" marker indicates that the callee function does not
6383       access any allocas or varargs in the caller.  Note that calls may be
6384       marked "tail" even if they do not occur before
6385       a <a href="#i_ret"><tt>ret</tt></a> instruction.  If the "tail" marker is
6386       present, the function call is eligible for tail call optimization,
6387       but <a href="CodeGenerator.html#tailcallopt">might not in fact be
6388       optimized into a jump</a>.  The code generator may optimize calls marked
6389       "tail" with either 1) automatic <a href="CodeGenerator.html#sibcallopt">
6390       sibling call optimization</a> when the caller and callee have
6391       matching signatures, or 2) forced tail call optimization when the
6392       following extra requirements are met:
6393       <ul>
6394         <li>Caller and callee both have the calling
6395             convention <tt>fastcc</tt>.</li>
6396         <li>The call is in tail position (ret immediately follows call and ret
6397             uses value of call or is void).</li>
6398         <li>Option <tt>-tailcallopt</tt> is enabled,
6399             or <code>llvm::GuaranteedTailCallOpt</code> is <code>true</code>.</li>
6400         <li><a href="CodeGenerator.html#tailcallopt">Platform specific
6401             constraints are met.</a></li>
6402       </ul>
6403   </li>
6404
6405   <li>The optional "cconv" marker indicates which <a href="#callingconv">calling
6406       convention</a> the call should use.  If none is specified, the call
6407       defaults to using C calling conventions.  The calling convention of the
6408       call must match the calling convention of the target function, or else the
6409       behavior is undefined.</li>
6410
6411   <li>The optional <a href="#paramattrs">Parameter Attributes</a> list for
6412       return values. Only '<tt>zeroext</tt>', '<tt>signext</tt>', and
6413       '<tt>inreg</tt>' attributes are valid here.</li>
6414
6415   <li>'<tt>ty</tt>': the type of the call instruction itself which is also the
6416       type of the return value.  Functions that return no value are marked
6417       <tt><a href="#t_void">void</a></tt>.</li>
6418
6419   <li>'<tt>fnty</tt>': shall be the signature of the pointer to function value
6420       being invoked.  The argument types must match the types implied by this
6421       signature.  This type can be omitted if the function is not varargs and if
6422       the function type does not return a pointer to a function.</li>
6423
6424   <li>'<tt>fnptrval</tt>': An LLVM value containing a pointer to a function to
6425       be invoked. In most cases, this is a direct function invocation, but
6426       indirect <tt>call</tt>s are just as possible, calling an arbitrary pointer
6427       to function value.</li>
6428
6429   <li>'<tt>function args</tt>': argument list whose types match the function
6430       signature argument types and parameter attributes. All arguments must be
6431       of <a href="#t_firstclass">first class</a> type. If the function
6432       signature indicates the function accepts a variable number of arguments,
6433       the extra arguments can be specified.</li>
6434
6435   <li>The optional <a href="#fnattrs">function attributes</a> list. Only
6436       '<tt>noreturn</tt>', '<tt>nounwind</tt>', '<tt>readonly</tt>' and
6437       '<tt>readnone</tt>' attributes are valid here.</li>
6438 </ol>
6439
6440 <h5>Semantics:</h5>
6441 <p>The '<tt>call</tt>' instruction is used to cause control flow to transfer to
6442    a specified function, with its incoming arguments bound to the specified
6443    values. Upon a '<tt><a href="#i_ret">ret</a></tt>' instruction in the called
6444    function, control flow continues with the instruction after the function
6445    call, and the return value of the function is bound to the result
6446    argument.</p>
6447
6448 <h5>Example:</h5>
6449 <pre>
6450   %retval = call i32 @test(i32 %argc)
6451   call i32 (i8*, ...)* @printf(i8* %msg, i32 12, i8 42)        <i>; yields i32</i>
6452   %X = tail call i32 @foo()                                    <i>; yields i32</i>
6453   %Y = tail call <a href="#callingconv">fastcc</a> i32 @foo()  <i>; yields i32</i>
6454   call void %foo(i8 97 signext)
6455
6456   %struct.A = type { i32, i8 }
6457   %r = call %struct.A @foo()                        <i>; yields { 32, i8 }</i>
6458   %gr = extractvalue %struct.A %r, 0                <i>; yields i32</i>
6459   %gr1 = extractvalue %struct.A %r, 1               <i>; yields i8</i>
6460   %Z = call void @foo() noreturn                    <i>; indicates that %foo never returns normally</i>
6461   %ZZ = call zeroext i32 @bar()                     <i>; Return value is %zero extended</i>
6462 </pre>
6463
6464 <p>llvm treats calls to some functions with names and arguments that match the
6465 standard C99 library as being the C99 library functions, and may perform
6466 optimizations or generate code for them under that assumption.  This is
6467 something we'd like to change in the future to provide better support for
6468 freestanding environments and non-C-based languages.</p>
6469
6470 </div>
6471
6472 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6473 <h4>
6474   <a name="i_va_arg">'<tt>va_arg</tt>' Instruction</a>
6475 </h4>
6476
6477 <div>
6478
6479 <h5>Syntax:</h5>
6480 <pre>
6481   &lt;resultval&gt; = va_arg &lt;va_list*&gt; &lt;arglist&gt;, &lt;argty&gt;
6482 </pre>
6483
6484 <h5>Overview:</h5>
6485 <p>The '<tt>va_arg</tt>' instruction is used to access arguments passed through
6486    the "variable argument" area of a function call.  It is used to implement the
6487    <tt>va_arg</tt> macro in C.</p>
6488
6489 <h5>Arguments:</h5>
6490 <p>This instruction takes a <tt>va_list*</tt> value and the type of the
6491    argument. It returns a value of the specified argument type and increments
6492    the <tt>va_list</tt> to point to the next argument.  The actual type
6493    of <tt>va_list</tt> is target specific.</p>
6494
6495 <h5>Semantics:</h5>
6496 <p>The '<tt>va_arg</tt>' instruction loads an argument of the specified type
6497    from the specified <tt>va_list</tt> and causes the <tt>va_list</tt> to point
6498    to the next argument.  For more information, see the variable argument
6499    handling <a href="#int_varargs">Intrinsic Functions</a>.</p>
6500
6501 <p>It is legal for this instruction to be called in a function which does not
6502    take a variable number of arguments, for example, the <tt>vfprintf</tt>
6503    function.</p>
6504
6505 <p><tt>va_arg</tt> is an LLVM instruction instead of
6506    an <a href="#intrinsics">intrinsic function</a> because it takes a type as an
6507    argument.</p>
6508
6509 <h5>Example:</h5>
6510 <p>See the <a href="#int_varargs">variable argument processing</a> section.</p>
6511
6512 <p>Note that the code generator does not yet fully support va_arg on many
6513    targets. Also, it does not currently support va_arg with aggregate types on
6514    any target.</p>
6515
6516 </div>
6517
6518 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6519 <h4>
6520   <a name="i_landingpad">'<tt>landingpad</tt>' Instruction</a>
6521 </h4>
6522
6523 <div>
6524
6525 <h5>Syntax:</h5>
6526 <pre>
6527   &lt;resultval&gt; = landingpad &lt;resultty&gt; personality &lt;type&gt; &lt;pers_fn&gt; &lt;clause&gt;+
6528   &lt;resultval&gt; = landingpad &lt;resultty&gt; personality &lt;type&gt; &lt;pers_fn&gt; cleanup &lt;clause&gt;*
6529
6530   &lt;clause&gt; := catch &lt;type&gt; &lt;value&gt;
6531   &lt;clause&gt; := filter &lt;array constant type&gt; &lt;array constant&gt;
6532 </pre>
6533
6534 <h5>Overview:</h5>
6535 <p>The '<tt>landingpad</tt>' instruction is used by
6536    <a href="ExceptionHandling.html#overview">LLVM's exception handling
6537    system</a> to specify that a basic block is a landing pad &mdash; one where
6538    the exception lands, and corresponds to the code found in the
6539    <i><tt>catch</tt></i> portion of a <i><tt>try/catch</tt></i> sequence. It
6540    defines values supplied by the personality function (<tt>pers_fn</tt>) upon
6541    re-entry to the function. The <tt>resultval</tt> has the
6542    type <tt>resultty</tt>.</p>
6543
6544 <h5>Arguments:</h5>
6545 <p>This instruction takes a <tt>pers_fn</tt> value. This is the personality
6546    function associated with the unwinding mechanism. The optional
6547    <tt>cleanup</tt> flag indicates that the landing pad block is a cleanup.</p>
6548
6549 <p>A <tt>clause</tt> begins with the clause type &mdash; <tt>catch</tt>
6550    or <tt>filter</tt> &mdash; and contains the global variable representing the
6551    "type" that may be caught or filtered respectively. Unlike the
6552    <tt>catch</tt> clause, the <tt>filter</tt> clause takes an array constant as
6553    its argument. Use "<tt>[0 x i8**] undef</tt>" for a filter which cannot
6554    throw. The '<tt>landingpad</tt>' instruction must contain <em>at least</em>
6555    one <tt>clause</tt> or the <tt>cleanup</tt> flag.</p>
6556
6557 <h5>Semantics:</h5>
6558 <p>The '<tt>landingpad</tt>' instruction defines the values which are set by the
6559    personality function (<tt>pers_fn</tt>) upon re-entry to the function, and
6560    therefore the "result type" of the <tt>landingpad</tt> instruction. As with
6561    calling conventions, how the personality function results are represented in
6562    LLVM IR is target specific.</p>
6563
6564 <p>The clauses are applied in order from top to bottom. If two
6565    <tt>landingpad</tt> instructions are merged together through inlining, the
6566    clauses from the calling function are appended to the list of clauses.
6567    When the call stack is being unwound due to an exception being thrown, the
6568    exception is compared against each <tt>clause</tt> in turn.  If it doesn't
6569    match any of the clauses, and the <tt>cleanup</tt> flag is not set, then
6570    unwinding continues further up the call stack.</p>
6571
6572 <p>The <tt>landingpad</tt> instruction has several restrictions:</p>
6573
6574 <ul>
6575   <li>A landing pad block is a basic block which is the unwind destination of an
6576       '<tt>invoke</tt>' instruction.</li>
6577   <li>A landing pad block must have a '<tt>landingpad</tt>' instruction as its
6578       first non-PHI instruction.</li>
6579   <li>There can be only one '<tt>landingpad</tt>' instruction within the landing
6580       pad block.</li>
6581   <li>A basic block that is not a landing pad block may not include a
6582       '<tt>landingpad</tt>' instruction.</li>
6583   <li>All '<tt>landingpad</tt>' instructions in a function must have the same
6584       personality function.</li>
6585 </ul>
6586
6587 <h5>Example:</h5>
6588 <pre>
6589   ;; A landing pad which can catch an integer.
6590   %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
6591            catch i8** @_ZTIi
6592   ;; A landing pad that is a cleanup.
6593   %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
6594            cleanup
6595   ;; A landing pad which can catch an integer and can only throw a double.
6596   %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
6597            catch i8** @_ZTIi
6598            filter [1 x i8**] [@_ZTId]
6599 </pre>
6600
6601 </div>
6602
6603 </div>
6604
6605 </div>
6606
6607 <!-- *********************************************************************** -->
6608 <h2><a name="intrinsics">Intrinsic Functions</a></h2>
6609 <!-- *********************************************************************** -->
6610
6611 <div>
6612
6613 <p>LLVM supports the notion of an "intrinsic function".  These functions have
6614    well known names and semantics and are required to follow certain
6615    restrictions.  Overall, these intrinsics represent an extension mechanism for
6616    the LLVM language that does not require changing all of the transformations
6617    in LLVM when adding to the language (or the bitcode reader/writer, the
6618    parser, etc...).</p>
6619
6620 <p>Intrinsic function names must all start with an "<tt>llvm.</tt>" prefix. This
6621    prefix is reserved in LLVM for intrinsic names; thus, function names may not
6622    begin with this prefix.  Intrinsic functions must always be external
6623    functions: you cannot define the body of intrinsic functions.  Intrinsic
6624    functions may only be used in call or invoke instructions: it is illegal to
6625    take the address of an intrinsic function.  Additionally, because intrinsic
6626    functions are part of the LLVM language, it is required if any are added that
6627    they be documented here.</p>
6628
6629 <p>Some intrinsic functions can be overloaded, i.e., the intrinsic represents a
6630    family of functions that perform the same operation but on different data
6631    types. Because LLVM can represent over 8 million different integer types,
6632    overloading is used commonly to allow an intrinsic function to operate on any
6633    integer type. One or more of the argument types or the result type can be
6634    overloaded to accept any integer type. Argument types may also be defined as
6635    exactly matching a previous argument's type or the result type. This allows
6636    an intrinsic function which accepts multiple arguments, but needs all of them
6637    to be of the same type, to only be overloaded with respect to a single
6638    argument or the result.</p>
6639
6640 <p>Overloaded intrinsics will have the names of its overloaded argument types
6641    encoded into its function name, each preceded by a period. Only those types
6642    which are overloaded result in a name suffix. Arguments whose type is matched
6643    against another type do not. For example, the <tt>llvm.ctpop</tt> function
6644    can take an integer of any width and returns an integer of exactly the same
6645    integer width. This leads to a family of functions such as
6646    <tt>i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %val)</tt> and <tt>i29 @llvm.ctpop.i29(i29
6647    %val)</tt>.  Only one type, the return type, is overloaded, and only one type
6648    suffix is required. Because the argument's type is matched against the return
6649    type, it does not require its own name suffix.</p>
6650
6651 <p>To learn how to add an intrinsic function, please see the
6652    <a href="ExtendingLLVM.html">Extending LLVM Guide</a>.</p>
6653
6654 <!-- ======================================================================= -->
6655 <h3>
6656   <a name="int_varargs">Variable Argument Handling Intrinsics</a>
6657 </h3>
6658
6659 <div>
6660
6661 <p>Variable argument support is defined in LLVM with
6662    the <a href="#i_va_arg"><tt>va_arg</tt></a> instruction and these three
6663    intrinsic functions.  These functions are related to the similarly named
6664    macros defined in the <tt>&lt;stdarg.h&gt;</tt> header file.</p>
6665
6666 <p>All of these functions operate on arguments that use a target-specific value
6667    type "<tt>va_list</tt>".  The LLVM assembly language reference manual does
6668    not define what this type is, so all transformations should be prepared to
6669    handle these functions regardless of the type used.</p>
6670
6671 <p>This example shows how the <a href="#i_va_arg"><tt>va_arg</tt></a>
6672    instruction and the variable argument handling intrinsic functions are
6673    used.</p>
6674
6675 <pre class="doc_code">
6676 define i32 @test(i32 %X, ...) {
6677   ; Initialize variable argument processing
6678   %ap = alloca i8*
6679   %ap2 = bitcast i8** %ap to i8*
6680   call void @llvm.va_start(i8* %ap2)
6681
6682   ; Read a single integer argument
6683   %tmp = va_arg i8** %ap, i32
6684
6685   ; Demonstrate usage of llvm.va_copy and llvm.va_end
6686   %aq = alloca i8*
6687   %aq2 = bitcast i8** %aq to i8*
6688   call void @llvm.va_copy(i8* %aq2, i8* %ap2)
6689   call void @llvm.va_end(i8* %aq2)
6690
6691   ; Stop processing of arguments.
6692   call void @llvm.va_end(i8* %ap2)
6693   ret i32 %tmp
6694 }
6695
6696 declare void @llvm.va_start(i8*)
6697 declare void @llvm.va_copy(i8*, i8*)
6698 declare void @llvm.va_end(i8*)
6699 </pre>
6700
6701 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6702 <h4>
6703   <a name="int_va_start">'<tt>llvm.va_start</tt>' Intrinsic</a>
6704 </h4>
6705
6706
6707 <div>
6708
6709 <h5>Syntax:</h5>
6710 <pre>
6711   declare void %llvm.va_start(i8* &lt;arglist&gt;)
6712 </pre>
6713
6714 <h5>Overview:</h5>
6715 <p>The '<tt>llvm.va_start</tt>' intrinsic initializes <tt>*&lt;arglist&gt;</tt>
6716    for subsequent use by <tt><a href="#i_va_arg">va_arg</a></tt>.</p>
6717
6718 <h5>Arguments:</h5>
6719 <p>The argument is a pointer to a <tt>va_list</tt> element to initialize.</p>
6720
6721 <h5>Semantics:</h5>
6722 <p>The '<tt>llvm.va_start</tt>' intrinsic works just like the <tt>va_start</tt>
6723    macro available in C.  In a target-dependent way, it initializes
6724    the <tt>va_list</tt> element to which the argument points, so that the next
6725    call to <tt>va_arg</tt> will produce the first variable argument passed to
6726    the function.  Unlike the C <tt>va_start</tt> macro, this intrinsic does not
6727    need to know the last argument of the function as the compiler can figure
6728    that out.</p>
6729
6730 </div>
6731
6732 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6733 <h4>
6734  <a name="int_va_end">'<tt>llvm.va_end</tt>' Intrinsic</a>
6735 </h4>
6736
6737 <div>
6738
6739 <h5>Syntax:</h5>
6740 <pre>
6741   declare void @llvm.va_end(i8* &lt;arglist&gt;)
6742 </pre>
6743
6744 <h5>Overview:</h5>
6745 <p>The '<tt>llvm.va_end</tt>' intrinsic destroys <tt>*&lt;arglist&gt;</tt>,
6746    which has been initialized previously
6747    with <tt><a href="#int_va_start">llvm.va_start</a></tt>
6748    or <tt><a href="#i_va_copy">llvm.va_copy</a></tt>.</p>
6749
6750 <h5>Arguments:</h5>
6751 <p>The argument is a pointer to a <tt>va_list</tt> to destroy.</p>
6752
6753 <h5>Semantics:</h5>
6754 <p>The '<tt>llvm.va_end</tt>' intrinsic works just like the <tt>va_end</tt>
6755    macro available in C.  In a target-dependent way, it destroys
6756    the <tt>va_list</tt> element to which the argument points.  Calls
6757    to <a href="#int_va_start"><tt>llvm.va_start</tt></a>
6758    and <a href="#int_va_copy"> <tt>llvm.va_copy</tt></a> must be matched exactly
6759    with calls to <tt>llvm.va_end</tt>.</p>
6760
6761 </div>
6762
6763 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6764 <h4>
6765   <a name="int_va_copy">'<tt>llvm.va_copy</tt>' Intrinsic</a>
6766 </h4>
6767
6768 <div>
6769
6770 <h5>Syntax:</h5>
6771 <pre>
6772   declare void @llvm.va_copy(i8* &lt;destarglist&gt;, i8* &lt;srcarglist&gt;)
6773 </pre>
6774
6775 <h5>Overview:</h5>
6776 <p>The '<tt>llvm.va_copy</tt>' intrinsic copies the current argument position
6777    from the source argument list to the destination argument list.</p>
6778
6779 <h5>Arguments:</h5>
6780 <p>The first argument is a pointer to a <tt>va_list</tt> element to initialize.
6781    The second argument is a pointer to a <tt>va_list</tt> element to copy
6782    from.</p>
6783
6784 <h5>Semantics:</h5>
6785 <p>The '<tt>llvm.va_copy</tt>' intrinsic works just like the <tt>va_copy</tt>
6786    macro available in C.  In a target-dependent way, it copies the
6787    source <tt>va_list</tt> element into the destination <tt>va_list</tt>
6788    element.  This intrinsic is necessary because
6789    the <tt><a href="#int_va_start"> llvm.va_start</a></tt> intrinsic may be
6790    arbitrarily complex and require, for example, memory allocation.</p>
6791
6792 </div>
6793
6794 </div>
6795
6796 <!-- ======================================================================= -->
6797 <h3>
6798   <a name="int_gc">Accurate Garbage Collection Intrinsics</a>
6799 </h3>
6800
6801 <div>
6802
6803 <p>LLVM support for <a href="GarbageCollection.html">Accurate Garbage
6804 Collection</a> (GC) requires the implementation and generation of these
6805 intrinsics. These intrinsics allow identification of <a href="#int_gcroot">GC
6806 roots on the stack</a>, as well as garbage collector implementations that
6807 require <a href="#int_gcread">read</a> and <a href="#int_gcwrite">write</a>
6808 barriers.  Front-ends for type-safe garbage collected languages should generate
6809 these intrinsics to make use of the LLVM garbage collectors.  For more details,
6810 see <a href="GarbageCollection.html">Accurate Garbage Collection with
6811 LLVM</a>.</p>
6812
6813 <p>The garbage collection intrinsics only operate on objects in the generic
6814    address space (address space zero).</p>
6815
6816 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6817 <h4>
6818   <a name="int_gcroot">'<tt>llvm.gcroot</tt>' Intrinsic</a>
6819 </h4>
6820
6821 <div>
6822
6823 <h5>Syntax:</h5>
6824 <pre>
6825   declare void @llvm.gcroot(i8** %ptrloc, i8* %metadata)
6826 </pre>
6827
6828 <h5>Overview:</h5>
6829 <p>The '<tt>llvm.gcroot</tt>' intrinsic declares the existence of a GC root to
6830    the code generator, and allows some metadata to be associated with it.</p>
6831
6832 <h5>Arguments:</h5>
6833 <p>The first argument specifies the address of a stack object that contains the
6834    root pointer.  The second pointer (which must be either a constant or a
6835    global value address) contains the meta-data to be associated with the
6836    root.</p>
6837
6838 <h5>Semantics:</h5>
6839 <p>At runtime, a call to this intrinsic stores a null pointer into the "ptrloc"
6840    location.  At compile-time, the code generator generates information to allow
6841    the runtime to find the pointer at GC safe points. The '<tt>llvm.gcroot</tt>'
6842    intrinsic may only be used in a function which <a href="#gc">specifies a GC
6843    algorithm</a>.</p>
6844
6845 </div>
6846
6847 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6848 <h4>
6849   <a name="int_gcread">'<tt>llvm.gcread</tt>' Intrinsic</a>
6850 </h4>
6851
6852 <div>
6853
6854 <h5>Syntax:</h5>
6855 <pre>
6856   declare i8* @llvm.gcread(i8* %ObjPtr, i8** %Ptr)
6857 </pre>
6858
6859 <h5>Overview:</h5>
6860 <p>The '<tt>llvm.gcread</tt>' intrinsic identifies reads of references from heap
6861    locations, allowing garbage collector implementations that require read
6862    barriers.</p>
6863
6864 <h5>Arguments:</h5>
6865 <p>The second argument is the address to read from, which should be an address
6866    allocated from the garbage collector.  The first object is a pointer to the
6867    start of the referenced object, if needed by the language runtime (otherwise
6868    null).</p>
6869
6870 <h5>Semantics:</h5>
6871 <p>The '<tt>llvm.gcread</tt>' intrinsic has the same semantics as a load
6872    instruction, but may be replaced with substantially more complex code by the
6873    garbage collector runtime, as needed. The '<tt>llvm.gcread</tt>' intrinsic
6874    may only be used in a function which <a href="#gc">specifies a GC
6875    algorithm</a>.</p>
6876
6877 </div>
6878
6879 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6880 <h4>
6881   <a name="int_gcwrite">'<tt>llvm.gcwrite</tt>' Intrinsic</a>
6882 </h4>
6883
6884 <div>
6885
6886 <h5>Syntax:</h5>
6887 <pre>
6888   declare void @llvm.gcwrite(i8* %P1, i8* %Obj, i8** %P2)
6889 </pre>
6890
6891 <h5>Overview:</h5>
6892 <p>The '<tt>llvm.gcwrite</tt>' intrinsic identifies writes of references to heap
6893    locations, allowing garbage collector implementations that require write
6894    barriers (such as generational or reference counting collectors).</p>
6895
6896 <h5>Arguments:</h5>
6897 <p>The first argument is the reference to store, the second is the start of the
6898    object to store it to, and the third is the address of the field of Obj to
6899    store to.  If the runtime does not require a pointer to the object, Obj may
6900    be null.</p>
6901
6902 <h5>Semantics:</h5>
6903 <p>The '<tt>llvm.gcwrite</tt>' intrinsic has the same semantics as a store
6904    instruction, but may be replaced with substantially more complex code by the
6905    garbage collector runtime, as needed. The '<tt>llvm.gcwrite</tt>' intrinsic
6906    may only be used in a function which <a href="#gc">specifies a GC
6907    algorithm</a>.</p>
6908
6909 </div>
6910
6911 </div>
6912
6913 <!-- ======================================================================= -->
6914 <h3>
6915   <a name="int_codegen">Code Generator Intrinsics</a>
6916 </h3>
6917
6918 <div>
6919
6920 <p>These intrinsics are provided by LLVM to expose special features that may
6921    only be implemented with code generator support.</p>
6922
6923 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6924 <h4>
6925   <a name="int_returnaddress">'<tt>llvm.returnaddress</tt>' Intrinsic</a>
6926 </h4>
6927
6928 <div>
6929
6930 <h5>Syntax:</h5>
6931 <pre>
6932   declare i8  *@llvm.returnaddress(i32 &lt;level&gt;)
6933 </pre>
6934
6935 <h5>Overview:</h5>
6936 <p>The '<tt>llvm.returnaddress</tt>' intrinsic attempts to compute a
6937    target-specific value indicating the return address of the current function
6938    or one of its callers.</p>
6939
6940 <h5>Arguments:</h5>
6941 <p>The argument to this intrinsic indicates which function to return the address
6942    for.  Zero indicates the calling function, one indicates its caller, etc.
6943    The argument is <b>required</b> to be a constant integer value.</p>
6944
6945 <h5>Semantics:</h5>
6946 <p>The '<tt>llvm.returnaddress</tt>' intrinsic either returns a pointer
6947    indicating the return address of the specified call frame, or zero if it
6948    cannot be identified.  The value returned by this intrinsic is likely to be
6949    incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be used for
6950    debugging purposes.</p>
6951
6952 <p>Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or other
6953    aggressive transformations, so the value returned may not be that of the
6954    obvious source-language caller.</p>
6955
6956 </div>
6957
6958 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6959 <h4>
6960   <a name="int_frameaddress">'<tt>llvm.frameaddress</tt>' Intrinsic</a>
6961 </h4>
6962
6963 <div>
6964
6965 <h5>Syntax:</h5>
6966 <pre>
6967   declare i8* @llvm.frameaddress(i32 &lt;level&gt;)
6968 </pre>
6969
6970 <h5>Overview:</h5>
6971 <p>The '<tt>llvm.frameaddress</tt>' intrinsic attempts to return the
6972    target-specific frame pointer value for the specified stack frame.</p>
6973
6974 <h5>Arguments:</h5>
6975 <p>The argument to this intrinsic indicates which function to return the frame
6976    pointer for.  Zero indicates the calling function, one indicates its caller,
6977    etc.  The argument is <b>required</b> to be a constant integer value.</p>
6978
6979 <h5>Semantics:</h5>
6980 <p>The '<tt>llvm.frameaddress</tt>' intrinsic either returns a pointer
6981    indicating the frame address of the specified call frame, or zero if it
6982    cannot be identified.  The value returned by this intrinsic is likely to be
6983    incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be used for
6984    debugging purposes.</p>
6985
6986 <p>Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or other
6987    aggressive transformations, so the value returned may not be that of the
6988    obvious source-language caller.</p>
6989
6990 </div>
6991
6992 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6993 <h4>
6994   <a name="int_stacksave">'<tt>llvm.stacksave</tt>' Intrinsic</a>
6995 </h4>
6996
6997 <div>
6998
6999 <h5>Syntax:</h5>
7000 <pre>
7001   declare i8* @llvm.stacksave()
7002 </pre>
7003
7004 <h5>Overview:</h5>
7005 <p>The '<tt>llvm.stacksave</tt>' intrinsic is used to remember the current state
7006    of the function stack, for use
7007    with <a href="#int_stackrestore"> <tt>llvm.stackrestore</tt></a>.  This is
7008    useful for implementing language features like scoped automatic variable
7009    sized arrays in C99.</p>
7010
7011 <h5>Semantics:</h5>
7012 <p>This intrinsic returns a opaque pointer value that can be passed
7013    to <a href="#int_stackrestore"><tt>llvm.stackrestore</tt></a>.  When
7014    an <tt>llvm.stackrestore</tt> intrinsic is executed with a value saved
7015    from <tt>llvm.stacksave</tt>, it effectively restores the state of the stack
7016    to the state it was in when the <tt>llvm.stacksave</tt> intrinsic executed.
7017    In practice, this pops any <a href="#i_alloca">alloca</a> blocks from the
7018    stack that were allocated after the <tt>llvm.stacksave</tt> was executed.</p>
7019
7020 </div>
7021
7022 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7023 <h4>
7024   <a name="int_stackrestore">'<tt>llvm.stackrestore</tt>' Intrinsic</a>
7025 </h4>
7026
7027 <div>
7028
7029 <h5>Syntax:</h5>
7030 <pre>
7031   declare void @llvm.stackrestore(i8* %ptr)
7032 </pre>
7033
7034 <h5>Overview:</h5>
7035 <p>The '<tt>llvm.stackrestore</tt>' intrinsic is used to restore the state of
7036    the function stack to the state it was in when the
7037    corresponding <a href="#int_stacksave"><tt>llvm.stacksave</tt></a> intrinsic
7038    executed.  This is useful for implementing language features like scoped
7039    automatic variable sized arrays in C99.</p>
7040
7041 <h5>Semantics:</h5>
7042 <p>See the description
7043    for <a href="#int_stacksave"><tt>llvm.stacksave</tt></a>.</p>
7044
7045 </div>
7046
7047 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7048 <h4>
7049   <a name="int_prefetch">'<tt>llvm.prefetch</tt>' Intrinsic</a>
7050 </h4>
7051
7052 <div>
7053
7054 <h5>Syntax:</h5>
7055 <pre>
7056   declare void @llvm.prefetch(i8* &lt;address&gt;, i32 &lt;rw&gt;, i32 &lt;locality&gt;, i32 &lt;cache type&gt;)
7057 </pre>
7058
7059 <h5>Overview:</h5>
7060 <p>The '<tt>llvm.prefetch</tt>' intrinsic is a hint to the code generator to
7061    insert a prefetch instruction if supported; otherwise, it is a noop.
7062    Prefetches have no effect on the behavior of the program but can change its
7063    performance characteristics.</p>
7064
7065 <h5>Arguments:</h5>
7066 <p><tt>address</tt> is the address to be prefetched, <tt>rw</tt> is the
7067    specifier determining if the fetch should be for a read (0) or write (1),
7068    and <tt>locality</tt> is a temporal locality specifier ranging from (0) - no
7069    locality, to (3) - extremely local keep in cache. The <tt>cache type</tt>
7070    specifies whether the prefetch is performed on the data (1) or instruction (0)
7071    cache. The <tt>rw</tt>, <tt>locality</tt> and <tt>cache type</tt> arguments
7072    must be constant integers.</p>
7073
7074 <h5>Semantics:</h5>
7075 <p>This intrinsic does not modify the behavior of the program.  In particular,
7076    prefetches cannot trap and do not produce a value.  On targets that support
7077    this intrinsic, the prefetch can provide hints to the processor cache for
7078    better performance.</p>
7079
7080 </div>
7081
7082 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7083 <h4>
7084   <a name="int_pcmarker">'<tt>llvm.pcmarker</tt>' Intrinsic</a>
7085 </h4>
7086
7087 <div>
7088
7089 <h5>Syntax:</h5>
7090 <pre>
7091   declare void @llvm.pcmarker(i32 &lt;id&gt;)
7092 </pre>
7093
7094 <h5>Overview:</h5>
7095 <p>The '<tt>llvm.pcmarker</tt>' intrinsic is a method to export a Program
7096    Counter (PC) in a region of code to simulators and other tools.  The method
7097    is target specific, but it is expected that the marker will use exported
7098    symbols to transmit the PC of the marker.  The marker makes no guarantees
7099    that it will remain with any specific instruction after optimizations.  It is
7100    possible that the presence of a marker will inhibit optimizations.  The
7101    intended use is to be inserted after optimizations to allow correlations of
7102    simulation runs.</p>
7103
7104 <h5>Arguments:</h5>
7105 <p><tt>id</tt> is a numerical id identifying the marker.</p>
7106
7107 <h5>Semantics:</h5>
7108 <p>This intrinsic does not modify the behavior of the program.  Backends that do
7109    not support this intrinsic may ignore it.</p>
7110
7111 </div>
7112
7113 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7114 <h4>
7115   <a name="int_readcyclecounter">'<tt>llvm.readcyclecounter</tt>' Intrinsic</a>
7116 </h4>
7117
7118 <div>
7119
7120 <h5>Syntax:</h5>
7121 <pre>
7122   declare i64 @llvm.readcyclecounter()
7123 </pre>
7124
7125 <h5>Overview:</h5>
7126 <p>The '<tt>llvm.readcyclecounter</tt>' intrinsic provides access to the cycle
7127    counter register (or similar low latency, high accuracy clocks) on those
7128    targets that support it.  On X86, it should map to RDTSC.  On Alpha, it
7129    should map to RPCC.  As the backing counters overflow quickly (on the order
7130    of 9 seconds on alpha), this should only be used for small timings.</p>
7131
7132 <h5>Semantics:</h5>
7133 <p>When directly supported, reading the cycle counter should not modify any
7134    memory.  Implementations are allowed to either return a application specific
7135    value or a system wide value.  On backends without support, this is lowered
7136    to a constant 0.</p>
7137
7138 </div>
7139
7140 </div>
7141
7142 <!-- ======================================================================= -->
7143 <h3>
7144   <a name="int_libc">Standard C Library Intrinsics</a>
7145 </h3>
7146
7147 <div>
7148
7149 <p>LLVM provides intrinsics for a few important standard C library functions.
7150    These intrinsics allow source-language front-ends to pass information about
7151    the alignment of the pointer arguments to the code generator, providing
7152    opportunity for more efficient code generation.</p>
7153
7154 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7155 <h4>
7156   <a name="int_memcpy">'<tt>llvm.memcpy</tt>' Intrinsic</a>
7157 </h4>
7158
7159 <div>
7160
7161 <h5>Syntax:</h5>
7162 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.memcpy</tt> on any
7163    integer bit width and for different address spaces. Not all targets support
7164    all bit widths however.</p>
7165
7166 <pre>
7167   declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i32(i8* &lt;dest&gt;, i8* &lt;src&gt;,
7168                                           i32 &lt;len&gt;, i32 &lt;align&gt;, i1 &lt;isvolatile&gt;)
7169   declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i64(i8* &lt;dest&gt;, i8* &lt;src&gt;,
7170                                           i64 &lt;len&gt;, i32 &lt;align&gt;, i1 &lt;isvolatile&gt;)
7171 </pre>
7172
7173 <h5>Overview:</h5>
7174 <p>The '<tt>llvm.memcpy.*</tt>' intrinsics copy a block of memory from the
7175    source location to the destination location.</p>
7176
7177 <p>Note that, unlike the standard libc function, the <tt>llvm.memcpy.*</tt>
7178    intrinsics do not return a value, takes extra alignment/isvolatile arguments
7179    and the pointers can be in specified address spaces.</p>
7180
7181 <h5>Arguments:</h5>
7182
7183 <p>The first argument is a pointer to the destination, the second is a pointer
7184    to the source.  The third argument is an integer argument specifying the
7185    number of bytes to copy, the fourth argument is the alignment of the
7186    source and destination locations, and the fifth is a boolean indicating a
7187    volatile access.</p>
7188
7189 <p>If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
7190    then the caller guarantees that both the source and destination pointers are
7191    aligned to that boundary.</p>
7192
7193 <p>If the <tt>isvolatile</tt> parameter is <tt>true</tt>, the
7194    <tt>llvm.memcpy</tt> call is a <a href="#volatile">volatile operation</a>.
7195    The detailed access behavior is not very cleanly specified and it is unwise
7196    to depend on it.</p>
7197
7198 <h5>Semantics:</h5>
7199
7200 <p>The '<tt>llvm.memcpy.*</tt>' intrinsics copy a block of memory from the
7201    source location to the destination location, which are not allowed to
7202    overlap.  It copies "len" bytes of memory over.  If the argument is known to
7203    be aligned to some boundary, this can be specified as the fourth argument,
7204    otherwise it should be set to 0 or 1.</p>
7205
7206 </div>
7207
7208 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7209 <h4>
7210   <a name="int_memmove">'<tt>llvm.memmove</tt>' Intrinsic</a>
7211 </h4>
7212
7213 <div>
7214
7215 <h5>Syntax:</h5>
7216 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memmove on any integer bit
7217    width and for different address space. Not all targets support all bit
7218    widths however.</p>
7219
7220 <pre>
7221   declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i32(i8* &lt;dest&gt;, i8* &lt;src&gt;,
7222                                            i32 &lt;len&gt;, i32 &lt;align&gt;, i1 &lt;isvolatile&gt;)
7223   declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i64(i8* &lt;dest&gt;, i8* &lt;src&gt;,
7224                                            i64 &lt;len&gt;, i32 &lt;align&gt;, i1 &lt;isvolatile&gt;)
7225 </pre>
7226
7227 <h5>Overview:</h5>
7228 <p>The '<tt>llvm.memmove.*</tt>' intrinsics move a block of memory from the
7229    source location to the destination location. It is similar to the
7230    '<tt>llvm.memcpy</tt>' intrinsic but allows the two memory locations to
7231    overlap.</p>
7232
7233 <p>Note that, unlike the standard libc function, the <tt>llvm.memmove.*</tt>
7234    intrinsics do not return a value, takes extra alignment/isvolatile arguments
7235    and the pointers can be in specified address spaces.</p>
7236
7237 <h5>Arguments:</h5>
7238
7239 <p>The first argument is a pointer to the destination, the second is a pointer
7240    to the source.  The third argument is an integer argument specifying the
7241    number of bytes to copy, the fourth argument is the alignment of the
7242    source and destination locations, and the fifth is a boolean indicating a
7243    volatile access.</p>
7244
7245 <p>If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
7246    then the caller guarantees that the source and destination pointers are
7247    aligned to that boundary.</p>
7248
7249 <p>If the <tt>isvolatile</tt> parameter is <tt>true</tt>, the
7250    <tt>llvm.memmove</tt> call is a <a href="#volatile">volatile operation</a>.
7251    The detailed access behavior is not very cleanly specified and it is unwise
7252    to depend on it.</p>
7253
7254 <h5>Semantics:</h5>
7255
7256 <p>The '<tt>llvm.memmove.*</tt>' intrinsics copy a block of memory from the
7257    source location to the destination location, which may overlap.  It copies
7258    "len" bytes of memory over.  If the argument is known to be aligned to some
7259    boundary, this can be specified as the fourth argument, otherwise it should
7260    be set to 0 or 1.</p>
7261
7262 </div>
7263
7264 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7265 <h4>
7266   <a name="int_memset">'<tt>llvm.memset.*</tt>' Intrinsics</a>
7267 </h4>
7268
7269 <div>
7270
7271 <h5>Syntax:</h5>
7272 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memset on any integer bit
7273    width and for different address spaces. However, not all targets support all
7274    bit widths.</p>
7275
7276 <pre>
7277   declare void @llvm.memset.p0i8.i32(i8* &lt;dest&gt;, i8 &lt;val&gt;,
7278                                      i32 &lt;len&gt;, i32 &lt;align&gt;, i1 &lt;isvolatile&gt;)
7279   declare void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* &lt;dest&gt;, i8 &lt;val&gt;,
7280                                      i64 &lt;len&gt;, i32 &lt;align&gt;, i1 &lt;isvolatile&gt;)
7281 </pre>
7282
7283 <h5>Overview:</h5>
7284 <p>The '<tt>llvm.memset.*</tt>' intrinsics fill a block of memory with a
7285    particular byte value.</p>
7286
7287 <p>Note that, unlike the standard libc function, the <tt>llvm.memset</tt>
7288    intrinsic does not return a value and takes extra alignment/volatile
7289    arguments.  Also, the destination can be in an arbitrary address space.</p>
7290
7291 <h5>Arguments:</h5>
7292 <p>The first argument is a pointer to the destination to fill, the second is the
7293    byte value with which to fill it, the third argument is an integer argument
7294    specifying the number of bytes to fill, and the fourth argument is the known
7295    alignment of the destination location.</p>
7296
7297 <p>If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
7298    then the caller guarantees that the destination pointer is aligned to that
7299    boundary.</p>
7300
7301 <p>If the <tt>isvolatile</tt> parameter is <tt>true</tt>, the
7302    <tt>llvm.memset</tt> call is a <a href="#volatile">volatile operation</a>.
7303    The detailed access behavior is not very cleanly specified and it is unwise
7304    to depend on it.</p>
7305
7306 <h5>Semantics:</h5>
7307 <p>The '<tt>llvm.memset.*</tt>' intrinsics fill "len" bytes of memory starting
7308    at the destination location.  If the argument is known to be aligned to some
7309    boundary, this can be specified as the fourth argument, otherwise it should
7310    be set to 0 or 1.</p>
7311
7312 </div>
7313
7314 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7315 <h4>
7316   <a name="int_sqrt">'<tt>llvm.sqrt.*</tt>' Intrinsic</a>
7317 </h4>
7318
7319 <div>
7320
7321 <h5>Syntax:</h5>
7322 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.sqrt</tt> on any
7323    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7324    types however.</p>
7325
7326 <pre>
7327   declare float     @llvm.sqrt.f32(float %Val)
7328   declare double    @llvm.sqrt.f64(double %Val)
7329   declare x86_fp80  @llvm.sqrt.f80(x86_fp80 %Val)
7330   declare fp128     @llvm.sqrt.f128(fp128 %Val)
7331   declare ppc_fp128 @llvm.sqrt.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
7332 </pre>
7333
7334 <h5>Overview:</h5>
7335 <p>The '<tt>llvm.sqrt</tt>' intrinsics return the sqrt of the specified operand,
7336    returning the same value as the libm '<tt>sqrt</tt>' functions would.
7337    Unlike <tt>sqrt</tt> in libm, however, <tt>llvm.sqrt</tt> has undefined
7338    behavior for negative numbers other than -0.0 (which allows for better
7339    optimization, because there is no need to worry about errno being
7340    set).  <tt>llvm.sqrt(-0.0)</tt> is defined to return -0.0 like IEEE sqrt.</p>
7341
7342 <h5>Arguments:</h5>
7343 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7344    type.</p>
7345
7346 <h5>Semantics:</h5>
7347 <p>This function returns the sqrt of the specified operand if it is a
7348    nonnegative floating point number.</p>
7349
7350 </div>
7351
7352 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7353 <h4>
7354   <a name="int_powi">'<tt>llvm.powi.*</tt>' Intrinsic</a>
7355 </h4>
7356
7357 <div>
7358
7359 <h5>Syntax:</h5>
7360 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.powi</tt> on any
7361    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7362    types however.</p>
7363
7364 <pre>
7365   declare float     @llvm.powi.f32(float  %Val, i32 %power)
7366   declare double    @llvm.powi.f64(double %Val, i32 %power)
7367   declare x86_fp80  @llvm.powi.f80(x86_fp80  %Val, i32 %power)
7368   declare fp128     @llvm.powi.f128(fp128 %Val, i32 %power)
7369   declare ppc_fp128 @llvm.powi.ppcf128(ppc_fp128  %Val, i32 %power)
7370 </pre>
7371
7372 <h5>Overview:</h5>
7373 <p>The '<tt>llvm.powi.*</tt>' intrinsics return the first operand raised to the
7374    specified (positive or negative) power.  The order of evaluation of
7375    multiplications is not defined.  When a vector of floating point type is
7376    used, the second argument remains a scalar integer value.</p>
7377
7378 <h5>Arguments:</h5>
7379 <p>The second argument is an integer power, and the first is a value to raise to
7380    that power.</p>
7381
7382 <h5>Semantics:</h5>
7383 <p>This function returns the first value raised to the second power with an
7384    unspecified sequence of rounding operations.</p>
7385
7386 </div>
7387
7388 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7389 <h4>
7390   <a name="int_sin">'<tt>llvm.sin.*</tt>' Intrinsic</a>
7391 </h4>
7392
7393 <div>
7394
7395 <h5>Syntax:</h5>
7396 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.sin</tt> on any
7397    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7398    types however.</p>
7399
7400 <pre>
7401   declare float     @llvm.sin.f32(float  %Val)
7402   declare double    @llvm.sin.f64(double %Val)
7403   declare x86_fp80  @llvm.sin.f80(x86_fp80  %Val)
7404   declare fp128     @llvm.sin.f128(fp128 %Val)
7405   declare ppc_fp128 @llvm.sin.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7406 </pre>
7407
7408 <h5>Overview:</h5>
7409 <p>The '<tt>llvm.sin.*</tt>' intrinsics return the sine of the operand.</p>
7410
7411 <h5>Arguments:</h5>
7412 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7413    type.</p>
7414
7415 <h5>Semantics:</h5>
7416 <p>This function returns the sine of the specified operand, returning the same
7417    values as the libm <tt>sin</tt> functions would, and handles error conditions
7418    in the same way.</p>
7419
7420 </div>
7421
7422 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7423 <h4>
7424   <a name="int_cos">'<tt>llvm.cos.*</tt>' Intrinsic</a>
7425 </h4>
7426
7427 <div>
7428
7429 <h5>Syntax:</h5>
7430 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.cos</tt> on any
7431    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7432    types however.</p>
7433
7434 <pre>
7435   declare float     @llvm.cos.f32(float  %Val)
7436   declare double    @llvm.cos.f64(double %Val)
7437   declare x86_fp80  @llvm.cos.f80(x86_fp80  %Val)
7438   declare fp128     @llvm.cos.f128(fp128 %Val)
7439   declare ppc_fp128 @llvm.cos.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7440 </pre>
7441
7442 <h5>Overview:</h5>
7443 <p>The '<tt>llvm.cos.*</tt>' intrinsics return the cosine of the operand.</p>
7444
7445 <h5>Arguments:</h5>
7446 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7447    type.</p>
7448
7449 <h5>Semantics:</h5>
7450 <p>This function returns the cosine of the specified operand, returning the same
7451    values as the libm <tt>cos</tt> functions would, and handles error conditions
7452    in the same way.</p>
7453
7454 </div>
7455
7456 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7457 <h4>
7458   <a name="int_pow">'<tt>llvm.pow.*</tt>' Intrinsic</a>
7459 </h4>
7460
7461 <div>
7462
7463 <h5>Syntax:</h5>
7464 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.pow</tt> on any
7465    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7466    types however.</p>
7467
7468 <pre>
7469   declare float     @llvm.pow.f32(float  %Val, float %Power)
7470   declare double    @llvm.pow.f64(double %Val, double %Power)
7471   declare x86_fp80  @llvm.pow.f80(x86_fp80  %Val, x86_fp80 %Power)
7472   declare fp128     @llvm.pow.f128(fp128 %Val, fp128 %Power)
7473   declare ppc_fp128 @llvm.pow.ppcf128(ppc_fp128  %Val, ppc_fp128 Power)
7474 </pre>
7475
7476 <h5>Overview:</h5>
7477 <p>The '<tt>llvm.pow.*</tt>' intrinsics return the first operand raised to the
7478    specified (positive or negative) power.</p>
7479
7480 <h5>Arguments:</h5>
7481 <p>The second argument is a floating point power, and the first is a value to
7482    raise to that power.</p>
7483
7484 <h5>Semantics:</h5>
7485 <p>This function returns the first value raised to the second power, returning
7486    the same values as the libm <tt>pow</tt> functions would, and handles error
7487    conditions in the same way.</p>
7488
7489 </div>
7490
7491 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7492 <h4>
7493   <a name="int_exp">'<tt>llvm.exp.*</tt>' Intrinsic</a>
7494 </h4>
7495
7496 <div>
7497
7498 <h5>Syntax:</h5>
7499 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.exp</tt> on any
7500    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7501    types however.</p>
7502
7503 <pre>
7504   declare float     @llvm.exp.f32(float  %Val)
7505   declare double    @llvm.exp.f64(double %Val)
7506   declare x86_fp80  @llvm.exp.f80(x86_fp80  %Val)
7507   declare fp128     @llvm.exp.f128(fp128 %Val)
7508   declare ppc_fp128 @llvm.exp.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7509 </pre>
7510
7511 <h5>Overview:</h5>
7512 <p>The '<tt>llvm.exp.*</tt>' intrinsics perform the exp function.</p>
7513
7514 <h5>Arguments:</h5>
7515 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7516    type.</p>
7517
7518 <h5>Semantics:</h5>
7519 <p>This function returns the same values as the libm <tt>exp</tt> functions
7520    would, and handles error conditions in the same way.</p>
7521
7522 </div>
7523
7524 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7525 <h4>
7526   <a name="int_exp2">'<tt>llvm.exp2.*</tt>' Intrinsic</a>
7527 </h4>
7528
7529 <div>
7530
7531 <h5>Syntax:</h5>
7532 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.exp2</tt> on any
7533    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7534    types however.</p>
7535
7536 <pre>
7537   declare float     @llvm.exp2.f32(float  %Val)
7538   declare double    @llvm.exp2.f64(double %Val)
7539   declare x86_fp80  @llvm.exp2.f80(x86_fp80  %Val)
7540   declare fp128     @llvm.exp2.f128(fp128 %Val)
7541   declare ppc_fp128 @llvm.exp2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7542 </pre>
7543
7544 <h5>Overview:</h5>
7545 <p>The '<tt>llvm.exp2.*</tt>' intrinsics perform the exp2 function.</p>
7546
7547 <h5>Arguments:</h5>
7548 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7549    type.</p>
7550
7551 <h5>Semantics:</h5>
7552 <p>This function returns the same values as the libm <tt>exp2</tt> functions
7553    would, and handles error conditions in the same way.</p>
7554
7555 </div>
7556
7557 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7558 <h4>
7559   <a name="int_log">'<tt>llvm.log.*</tt>' Intrinsic</a>
7560 </h4>
7561
7562 <div>
7563
7564 <h5>Syntax:</h5>
7565 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.log</tt> on any
7566    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7567    types however.</p>
7568
7569 <pre>
7570   declare float     @llvm.log.f32(float  %Val)
7571   declare double    @llvm.log.f64(double %Val)
7572   declare x86_fp80  @llvm.log.f80(x86_fp80  %Val)
7573   declare fp128     @llvm.log.f128(fp128 %Val)
7574   declare ppc_fp128 @llvm.log.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7575 </pre>
7576
7577 <h5>Overview:</h5>
7578 <p>The '<tt>llvm.log.*</tt>' intrinsics perform the log function.</p>
7579
7580 <h5>Arguments:</h5>
7581 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7582    type.</p>
7583
7584 <h5>Semantics:</h5>
7585 <p>This function returns the same values as the libm <tt>log</tt> functions
7586    would, and handles error conditions in the same way.</p>
7587
7588 </div>
7589
7590 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7591 <h4>
7592   <a name="int_log10">'<tt>llvm.log10.*</tt>' Intrinsic</a>
7593 </h4>
7594
7595 <div>
7596
7597 <h5>Syntax:</h5>
7598 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.log10</tt> on any
7599    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7600    types however.</p>
7601
7602 <pre>
7603   declare float     @llvm.log10.f32(float  %Val)
7604   declare double    @llvm.log10.f64(double %Val)
7605   declare x86_fp80  @llvm.log10.f80(x86_fp80  %Val)
7606   declare fp128     @llvm.log10.f128(fp128 %Val)
7607   declare ppc_fp128 @llvm.log10.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7608 </pre>
7609
7610 <h5>Overview:</h5>
7611 <p>The '<tt>llvm.log10.*</tt>' intrinsics perform the log10 function.</p>
7612
7613 <h5>Arguments:</h5>
7614 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7615    type.</p>
7616
7617 <h5>Semantics:</h5>
7618 <p>This function returns the same values as the libm <tt>log10</tt> functions
7619    would, and handles error conditions in the same way.</p>
7620
7621 </div>
7622
7623 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7624 <h4>
7625   <a name="int_log2">'<tt>llvm.log2.*</tt>' Intrinsic</a>
7626 </h4>
7627
7628 <div>
7629
7630 <h5>Syntax:</h5>
7631 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.log2</tt> on any
7632    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7633    types however.</p>
7634
7635 <pre>
7636   declare float     @llvm.log2.f32(float  %Val)
7637   declare double    @llvm.log2.f64(double %Val)
7638   declare x86_fp80  @llvm.log2.f80(x86_fp80  %Val)
7639   declare fp128     @llvm.log2.f128(fp128 %Val)
7640   declare ppc_fp128 @llvm.log2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7641 </pre>
7642
7643 <h5>Overview:</h5>
7644 <p>The '<tt>llvm.log2.*</tt>' intrinsics perform the log2 function.</p>
7645
7646 <h5>Arguments:</h5>
7647 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7648    type.</p>
7649
7650 <h5>Semantics:</h5>
7651 <p>This function returns the same values as the libm <tt>log2</tt> functions
7652    would, and handles error conditions in the same way.</p>
7653
7654 </div>
7655
7656 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7657 <h4>
7658   <a name="int_fma">'<tt>llvm.fma.*</tt>' Intrinsic</a>
7659 </h4>
7660
7661 <div>
7662
7663 <h5>Syntax:</h5>
7664 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.fma</tt> on any
7665    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7666    types however.</p>
7667
7668 <pre>
7669   declare float     @llvm.fma.f32(float  %a, float  %b, float  %c)
7670   declare double    @llvm.fma.f64(double %a, double %b, double %c)
7671   declare x86_fp80  @llvm.fma.f80(x86_fp80 %a, x86_fp80 %b, x86_fp80 %c)
7672   declare fp128     @llvm.fma.f128(fp128 %a, fp128 %b, fp128 %c)
7673   declare ppc_fp128 @llvm.fma.ppcf128(ppc_fp128 %a, ppc_fp128 %b, ppc_fp128 %c)
7674 </pre>
7675
7676 <h5>Overview:</h5>
7677 <p>The '<tt>llvm.fma.*</tt>' intrinsics perform the fused multiply-add
7678    operation.</p>
7679
7680 <h5>Arguments:</h5>
7681 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7682    type.</p>
7683
7684 <h5>Semantics:</h5>
7685 <p>This function returns the same values as the libm <tt>fma</tt> functions
7686    would.</p>
7687
7688 </div>
7689
7690 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7691 <h4>
7692   <a name="int_fabs">'<tt>llvm.fabs.*</tt>' Intrinsic</a>
7693 </h4>
7694
7695 <div>
7696
7697 <h5>Syntax:</h5>
7698 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.fabs</tt> on any
7699    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7700    types however.</p>
7701
7702 <pre>
7703   declare float     @llvm.fabs.f32(float  %Val)
7704   declare double    @llvm.fabs.f64(double %Val)
7705   declare x86_fp80  @llvm.fabs.f80(x86_fp80  %Val)
7706   declare fp128     @llvm.fabs.f128(fp128 %Val)
7707   declare ppc_fp128 @llvm.fabs.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7708 </pre>
7709
7710 <h5>Overview:</h5>
7711 <p>The '<tt>llvm.fabs.*</tt>' intrinsics return the absolute value of
7712    the operand.</p>
7713
7714 <h5>Arguments:</h5>
7715 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7716    type.</p>
7717
7718 <h5>Semantics:</h5>
7719 <p>This function returns the same values as the libm <tt>fabs</tt> functions
7720    would, and handles error conditions in the same way.</p>
7721
7722 </div>
7723
7724 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7725 <h4>
7726   <a name="int_floor">'<tt>llvm.floor.*</tt>' Intrinsic</a>
7727 </h4>
7728
7729 <div>
7730
7731 <h5>Syntax:</h5>
7732 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.floor</tt> on any
7733    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7734    types however.</p>
7735
7736 <pre>
7737   declare float     @llvm.floor.f32(float  %Val)
7738   declare double    @llvm.floor.f64(double %Val)
7739   declare x86_fp80  @llvm.floor.f80(x86_fp80  %Val)
7740   declare fp128     @llvm.floor.f128(fp128 %Val)
7741   declare ppc_fp128 @llvm.floor.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7742 </pre>
7743
7744 <h5>Overview:</h5>
7745 <p>The '<tt>llvm.floor.*</tt>' intrinsics return the floor of
7746    the operand.</p>
7747
7748 <h5>Arguments:</h5>
7749 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7750    type.</p>
7751
7752 <h5>Semantics:</h5>
7753 <p>This function returns the same values as the libm <tt>floor</tt> functions
7754    would, and handles error conditions in the same way.</p>
7755
7756 </div>
7757
7758 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7759 <h4>
7760   <a name="int_ceil">'<tt>llvm.ceil.*</tt>' Intrinsic</a>
7761 </h4>
7762
7763 <div>
7764
7765 <h5>Syntax:</h5>
7766 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.ceil</tt> on any
7767    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7768    types however.</p>
7769
7770 <pre>
7771   declare float     @llvm.ceil.f32(float  %Val)
7772   declare double    @llvm.ceil.f64(double %Val)
7773   declare x86_fp80  @llvm.ceil.f80(x86_fp80  %Val)
7774   declare fp128     @llvm.ceil.f128(fp128 %Val)
7775   declare ppc_fp128 @llvm.ceil.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7776 </pre>
7777
7778 <h5>Overview:</h5>
7779 <p>The '<tt>llvm.ceil.*</tt>' intrinsics return the ceiling of
7780    the operand.</p>
7781
7782 <h5>Arguments:</h5>
7783 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7784    type.</p>
7785
7786 <h5>Semantics:</h5>
7787 <p>This function returns the same values as the libm <tt>ceil</tt> functions
7788    would, and handles error conditions in the same way.</p>
7789
7790 </div>
7791
7792 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7793 <h4>
7794   <a name="int_trunc">'<tt>llvm.trunc.*</tt>' Intrinsic</a>
7795 </h4>
7796
7797 <div>
7798
7799 <h5>Syntax:</h5>
7800 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.trunc</tt> on any
7801    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7802    types however.</p>
7803
7804 <pre>
7805   declare float     @llvm.trunc.f32(float  %Val)
7806   declare double    @llvm.trunc.f64(double %Val)
7807   declare x86_fp80  @llvm.trunc.f80(x86_fp80  %Val)
7808   declare fp128     @llvm.trunc.f128(fp128 %Val)
7809   declare ppc_fp128 @llvm.trunc.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7810 </pre>
7811
7812 <h5>Overview:</h5>
7813 <p>The '<tt>llvm.trunc.*</tt>' intrinsics returns the operand rounded to the
7814    nearest integer not larger in magnitude than the operand.</p>
7815
7816 <h5>Arguments:</h5>
7817 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7818    type.</p>
7819
7820 <h5>Semantics:</h5>
7821 <p>This function returns the same values as the libm <tt>trunc</tt> functions
7822    would, and handles error conditions in the same way.</p>
7823
7824 </div>
7825
7826 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7827 <h4>
7828   <a name="int_rint">'<tt>llvm.rint.*</tt>' Intrinsic</a>
7829 </h4>
7830
7831 <div>
7832
7833 <h5>Syntax:</h5>
7834 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.rint</tt> on any
7835    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7836    types however.</p>
7837
7838 <pre>
7839   declare float     @llvm.rint.f32(float  %Val)
7840   declare double    @llvm.rint.f64(double %Val)
7841   declare x86_fp80  @llvm.rint.f80(x86_fp80  %Val)
7842   declare fp128     @llvm.rint.f128(fp128 %Val)
7843   declare ppc_fp128 @llvm.rint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7844 </pre>
7845
7846 <h5>Overview:</h5>
7847 <p>The '<tt>llvm.rint.*</tt>' intrinsics returns the operand rounded to the
7848    nearest integer. It may raise an inexact floating-point exception if the
7849    operand isn't an integer.</p>
7850
7851 <h5>Arguments:</h5>
7852 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7853    type.</p>
7854
7855 <h5>Semantics:</h5>
7856 <p>This function returns the same values as the libm <tt>rint</tt> functions
7857    would, and handles error conditions in the same way.</p>
7858
7859 </div>
7860
7861 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7862 <h4>
7863   <a name="int_nearbyint">'<tt>llvm.nearbyint.*</tt>' Intrinsic</a>
7864 </h4>
7865
7866 <div>
7867
7868 <h5>Syntax:</h5>
7869 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.nearbyint</tt> on any
7870    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7871    types however.</p>
7872
7873 <pre>
7874   declare float     @llvm.nearbyint.f32(float  %Val)
7875   declare double    @llvm.nearbyint.f64(double %Val)
7876   declare x86_fp80  @llvm.nearbyint.f80(x86_fp80  %Val)
7877   declare fp128     @llvm.nearbyint.f128(fp128 %Val)
7878   declare ppc_fp128 @llvm.nearbyint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7879 </pre>
7880
7881 <h5>Overview:</h5>
7882 <p>The '<tt>llvm.nearbyint.*</tt>' intrinsics returns the operand rounded to the
7883    nearest integer.</p>
7884
7885 <h5>Arguments:</h5>
7886 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7887    type.</p>
7888
7889 <h5>Semantics:</h5>
7890 <p>This function returns the same values as the libm <tt>nearbyint</tt>
7891    functions would, and handles error conditions in the same way.</p>
7892
7893 </div>
7894
7895 </div>
7896
7897 <!-- ======================================================================= -->
7898 <h3>
7899   <a name="int_manip">Bit Manipulation Intrinsics</a>
7900 </h3>
7901
7902 <div>
7903
7904 <p>LLVM provides intrinsics for a few important bit manipulation operations.
7905    These allow efficient code generation for some algorithms.</p>
7906
7907 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7908 <h4>
7909   <a name="int_bswap">'<tt>llvm.bswap.*</tt>' Intrinsics</a>
7910 </h4>
7911
7912 <div>
7913
7914 <h5>Syntax:</h5>
7915 <p>This is an overloaded intrinsic function. You can use bswap on any integer
7916    type that is an even number of bytes (i.e. BitWidth % 16 == 0).</p>
7917
7918 <pre>
7919   declare i16 @llvm.bswap.i16(i16 &lt;id&gt;)
7920   declare i32 @llvm.bswap.i32(i32 &lt;id&gt;)
7921   declare i64 @llvm.bswap.i64(i64 &lt;id&gt;)
7922 </pre>
7923
7924 <h5>Overview:</h5>
7925 <p>The '<tt>llvm.bswap</tt>' family of intrinsics is used to byte swap integer
7926    values with an even number of bytes (positive multiple of 16 bits).  These
7927    are useful for performing operations on data that is not in the target's
7928    native byte order.</p>
7929
7930 <h5>Semantics:</h5>
7931 <p>The <tt>llvm.bswap.i16</tt> intrinsic returns an i16 value that has the high
7932    and low byte of the input i16 swapped.  Similarly,
7933    the <tt>llvm.bswap.i32</tt> intrinsic returns an i32 value that has the four
7934    bytes of the input i32 swapped, so that if the input bytes are numbered 0, 1,
7935    2, 3 then the returned i32 will have its bytes in 3, 2, 1, 0 order.
7936    The <tt>llvm.bswap.i48</tt>, <tt>llvm.bswap.i64</tt> and other intrinsics
7937    extend this concept to additional even-byte lengths (6 bytes, 8 bytes and
7938    more, respectively).</p>
7939
7940 </div>
7941
7942 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7943 <h4>
7944   <a name="int_ctpop">'<tt>llvm.ctpop.*</tt>' Intrinsic</a>
7945 </h4>
7946
7947 <div>
7948
7949 <h5>Syntax:</h5>
7950 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.ctpop on any integer bit
7951    width, or on any vector with integer elements. Not all targets support all
7952   bit widths or vector types, however.</p>
7953
7954 <pre>
7955   declare i8 @llvm.ctpop.i8(i8  &lt;src&gt;)
7956   declare i16 @llvm.ctpop.i16(i16 &lt;src&gt;)
7957   declare i32 @llvm.ctpop.i32(i32 &lt;src&gt;)
7958   declare i64 @llvm.ctpop.i64(i64 &lt;src&gt;)
7959   declare i256 @llvm.ctpop.i256(i256 &lt;src&gt;)
7960   declare &lt;2 x i32&gt; @llvm.ctpop.v2i32(&lt;2 x i32&gt; &lt;src&gt;)
7961 </pre>
7962
7963 <h5>Overview:</h5>
7964 <p>The '<tt>llvm.ctpop</tt>' family of intrinsics counts the number of bits set
7965    in a value.</p>
7966
7967 <h5>Arguments:</h5>
7968 <p>The only argument is the value to be counted.  The argument may be of any
7969    integer type, or a vector with integer elements.
7970    The return type must match the argument type.</p>
7971
7972 <h5>Semantics:</h5>
7973 <p>The '<tt>llvm.ctpop</tt>' intrinsic counts the 1's in a variable, or within each
7974    element of a vector.</p>
7975
7976 </div>
7977
7978 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7979 <h4>
7980   <a name="int_ctlz">'<tt>llvm.ctlz.*</tt>' Intrinsic</a>
7981 </h4>
7982
7983 <div>
7984
7985 <h5>Syntax:</h5>
7986 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.ctlz</tt> on any
7987    integer bit width, or any vector whose elements are integers. Not all
7988    targets support all bit widths or vector types, however.</p>
7989
7990 <pre>
7991   declare i8   @llvm.ctlz.i8  (i8   &lt;src&gt;, i1 &lt;is_zero_undef&gt;)
7992   declare i16  @llvm.ctlz.i16 (i16  &lt;src&gt;, i1 &lt;is_zero_undef&gt;)
7993   declare i32  @llvm.ctlz.i32 (i32  &lt;src&gt;, i1 &lt;is_zero_undef&gt;)
7994   declare i64  @llvm.ctlz.i64 (i64  &lt;src&gt;, i1 &lt;is_zero_undef&gt;)
7995   declare i256 @llvm.ctlz.i256(i256 &lt;src&gt;, i1 &lt;is_zero_undef&gt;)
7996   declase &lt;2 x i32&gt; @llvm.ctlz.v2i32(&lt;2 x i32&gt; &lt;src&gt;, i1 &lt;is_zero_undef&gt;)
7997 </pre>
7998
7999 <h5>Overview:</h5>
8000 <p>The '<tt>llvm.ctlz</tt>' family of intrinsic functions counts the number of
8001    leading zeros in a variable.</p>
8002
8003 <h5>Arguments:</h5>
8004 <p>The first argument is the value to be counted. This argument may be of any
8005    integer type, or a vectory with integer element type. The return type
8006    must match the first argument type.</p>
8007
8008 <p>The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether the
8009    intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a defined
8010    result. Historically some architectures did not provide a defined result for
8011    zero values as efficiently, and many algorithms are now predicated on
8012    avoiding zero-value inputs.</p>
8013
8014 <h5>Semantics:</h5>
8015 <p>The '<tt>llvm.ctlz</tt>' intrinsic counts the leading (most significant)
8016    zeros in a variable, or within each element of the vector.
8017    If <tt>src == 0</tt> then the result is the size in bits of the type of
8018    <tt>src</tt> if <tt>is_zero_undef == 0</tt> and <tt>undef</tt> otherwise.
8019    For example, <tt>llvm.ctlz(i32 2) = 30</tt>.</p>
8020
8021 </div>
8022
8023 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8024 <h4>
8025   <a name="int_cttz">'<tt>llvm.cttz.*</tt>' Intrinsic</a>
8026 </h4>
8027
8028 <div>
8029
8030 <h5>Syntax:</h5>
8031 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.cttz</tt> on any
8032    integer bit width, or any vector of integer elements. Not all targets
8033    support all bit widths or vector types, however.</p>
8034
8035 <pre>
8036   declare i8   @llvm.cttz.i8  (i8   &lt;src&gt;, i1 &lt;is_zero_undef&gt;)
8037   declare i16  @llvm.cttz.i16 (i16  &lt;src&gt;, i1 &lt;is_zero_undef&gt;)
8038   declare i32  @llvm.cttz.i32 (i32  &lt;src&gt;, i1 &lt;is_zero_undef&gt;)
8039   declare i64  @llvm.cttz.i64 (i64  &lt;src&gt;, i1 &lt;is_zero_undef&gt;)
8040   declare i256 @llvm.cttz.i256(i256 &lt;src&gt;, i1 &lt;is_zero_undef&gt;)
8041   declase &lt;2 x i32&gt; @llvm.cttz.v2i32(&lt;2 x i32&gt; &lt;src&gt;, i1 &lt;is_zero_undef&gt;)
8042 </pre>
8043
8044 <h5>Overview:</h5>
8045 <p>The '<tt>llvm.cttz</tt>' family of intrinsic functions counts the number of
8046    trailing zeros.</p>
8047
8048 <h5>Arguments:</h5>
8049 <p>The first argument is the value to be counted. This argument may be of any
8050    integer type, or a vectory with integer element type. The return type
8051    must match the first argument type.</p>
8052
8053 <p>The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether the
8054    intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a defined
8055    result. Historically some architectures did not provide a defined result for
8056    zero values as efficiently, and many algorithms are now predicated on
8057    avoiding zero-value inputs.</p>
8058
8059 <h5>Semantics:</h5>
8060 <p>The '<tt>llvm.cttz</tt>' intrinsic counts the trailing (least significant)
8061    zeros in a variable, or within each element of a vector.
8062    If <tt>src == 0</tt> then the result is the size in bits of the type of
8063    <tt>src</tt> if <tt>is_zero_undef == 0</tt> and <tt>undef</tt> otherwise.
8064    For example, <tt>llvm.cttz(2) = 1</tt>.</p>
8065
8066 </div>
8067
8068 </div>
8069
8070 <!-- ======================================================================= -->
8071 <h3>
8072   <a name="int_overflow">Arithmetic with Overflow Intrinsics</a>
8073 </h3>
8074
8075 <div>
8076
8077 <p>LLVM provides intrinsics for some arithmetic with overflow operations.</p>
8078
8079 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8080 <h4>
8081   <a name="int_sadd_overflow">
8082     '<tt>llvm.sadd.with.overflow.*</tt>' Intrinsics
8083   </a>
8084 </h4>
8085
8086 <div>
8087
8088 <h5>Syntax:</h5>
8089 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.sadd.with.overflow</tt>
8090    on any integer bit width.</p>
8091
8092 <pre>
8093   declare {i16, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
8094   declare {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8095   declare {i64, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
8096 </pre>
8097
8098 <h5>Overview:</h5>
8099 <p>The '<tt>llvm.sadd.with.overflow</tt>' family of intrinsic functions perform
8100    a signed addition of the two arguments, and indicate whether an overflow
8101    occurred during the signed summation.</p>
8102
8103 <h5>Arguments:</h5>
8104 <p>The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure may
8105    be of integer types of any bit width, but they must have the same bit
8106    width. The second element of the result structure must be of
8107    type <tt>i1</tt>. <tt>%a</tt> and <tt>%b</tt> are the two values that will
8108    undergo signed addition.</p>
8109
8110 <h5>Semantics:</h5>
8111 <p>The '<tt>llvm.sadd.with.overflow</tt>' family of intrinsic functions perform
8112    a signed addition of the two variables. They return a structure &mdash; the
8113    first element of which is the signed summation, and the second element of
8114    which is a bit specifying if the signed summation resulted in an
8115    overflow.</p>
8116
8117 <h5>Examples:</h5>
8118 <pre>
8119   %res = call {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8120   %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
8121   %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
8122   br i1 %obit, label %overflow, label %normal
8123 </pre>
8124
8125 </div>
8126
8127 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8128 <h4>
8129   <a name="int_uadd_overflow">
8130     '<tt>llvm.uadd.with.overflow.*</tt>' Intrinsics
8131   </a>
8132 </h4>
8133
8134 <div>
8135
8136 <h5>Syntax:</h5>
8137 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.uadd.with.overflow</tt>
8138    on any integer bit width.</p>
8139
8140 <pre>
8141   declare {i16, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
8142   declare {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8143   declare {i64, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
8144 </pre>
8145
8146 <h5>Overview:</h5>
8147 <p>The '<tt>llvm.uadd.with.overflow</tt>' family of intrinsic functions perform
8148    an unsigned addition of the two arguments, and indicate whether a carry
8149    occurred during the unsigned summation.</p>
8150
8151 <h5>Arguments:</h5>
8152 <p>The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure may
8153    be of integer types of any bit width, but they must have the same bit
8154    width. The second element of the result structure must be of
8155    type <tt>i1</tt>. <tt>%a</tt> and <tt>%b</tt> are the two values that will
8156    undergo unsigned addition.</p>
8157
8158 <h5>Semantics:</h5>
8159 <p>The '<tt>llvm.uadd.with.overflow</tt>' family of intrinsic functions perform
8160    an unsigned addition of the two arguments. They return a structure &mdash;
8161    the first element of which is the sum, and the second element of which is a
8162    bit specifying if the unsigned summation resulted in a carry.</p>
8163
8164 <h5>Examples:</h5>
8165 <pre>
8166   %res = call {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8167   %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
8168   %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
8169   br i1 %obit, label %carry, label %normal
8170 </pre>
8171
8172 </div>
8173
8174 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8175 <h4>
8176   <a name="int_ssub_overflow">
8177     '<tt>llvm.ssub.with.overflow.*</tt>' Intrinsics
8178   </a>
8179 </h4>
8180
8181 <div>
8182
8183 <h5>Syntax:</h5>
8184 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.ssub.with.overflow</tt>
8185    on any integer bit width.</p>
8186
8187 <pre>
8188   declare {i16, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
8189   declare {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8190   declare {i64, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
8191 </pre>
8192
8193 <h5>Overview:</h5>
8194 <p>The '<tt>llvm.ssub.with.overflow</tt>' family of intrinsic functions perform
8195    a signed subtraction of the two arguments, and indicate whether an overflow
8196    occurred during the signed subtraction.</p>
8197
8198 <h5>Arguments:</h5>
8199 <p>The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure may
8200    be of integer types of any bit width, but they must have the same bit
8201    width. The second element of the result structure must be of
8202    type <tt>i1</tt>. <tt>%a</tt> and <tt>%b</tt> are the two values that will
8203    undergo signed subtraction.</p>
8204
8205 <h5>Semantics:</h5>
8206 <p>The '<tt>llvm.ssub.with.overflow</tt>' family of intrinsic functions perform
8207    a signed subtraction of the two arguments. They return a structure &mdash;
8208    the first element of which is the subtraction, and the second element of
8209    which is a bit specifying if the signed subtraction resulted in an
8210    overflow.</p>
8211
8212 <h5>Examples:</h5>
8213 <pre>
8214   %res = call {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8215   %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
8216   %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
8217   br i1 %obit, label %overflow, label %normal
8218 </pre>
8219
8220 </div>
8221
8222 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8223 <h4>
8224   <a name="int_usub_overflow">
8225     '<tt>llvm.usub.with.overflow.*</tt>' Intrinsics
8226   </a>
8227 </h4>
8228
8229 <div>
8230
8231 <h5>Syntax:</h5>
8232 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.usub.with.overflow</tt>
8233    on any integer bit width.</p>
8234
8235 <pre>
8236   declare {i16, i1} @llvm.usub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
8237   declare {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8238   declare {i64, i1} @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
8239 </pre>
8240
8241 <h5>Overview:</h5>
8242 <p>The '<tt>llvm.usub.with.overflow</tt>' family of intrinsic functions perform
8243    an unsigned subtraction of the two arguments, and indicate whether an
8244    overflow occurred during the unsigned subtraction.</p>
8245
8246 <h5>Arguments:</h5>
8247 <p>The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure may
8248    be of integer types of any bit width, but they must have the same bit
8249    width. The second element of the result structure must be of
8250    type <tt>i1</tt>. <tt>%a</tt> and <tt>%b</tt> are the two values that will
8251    undergo unsigned subtraction.</p>
8252
8253 <h5>Semantics:</h5>
8254 <p>The '<tt>llvm.usub.with.overflow</tt>' family of intrinsic functions perform
8255    an unsigned subtraction of the two arguments. They return a structure &mdash;
8256    the first element of which is the subtraction, and the second element of
8257    which is a bit specifying if the unsigned subtraction resulted in an
8258    overflow.</p>
8259
8260 <h5>Examples:</h5>
8261 <pre>
8262   %res = call {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8263   %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
8264   %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
8265   br i1 %obit, label %overflow, label %normal
8266 </pre>
8267
8268 </div>
8269
8270 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8271 <h4>
8272   <a name="int_smul_overflow">
8273     '<tt>llvm.smul.with.overflow.*</tt>' Intrinsics
8274   </a>
8275 </h4>
8276
8277 <div>
8278
8279 <h5>Syntax:</h5>
8280 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.smul.with.overflow</tt>
8281    on any integer bit width.</p>
8282
8283 <pre>
8284   declare {i16, i1} @llvm.smul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
8285   declare {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8286   declare {i64, i1} @llvm.smul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
8287 </pre>
8288
8289 <h5>Overview:</h5>
8290
8291 <p>The '<tt>llvm.smul.with.overflow</tt>' family of intrinsic functions perform
8292    a signed multiplication of the two arguments, and indicate whether an
8293    overflow occurred during the signed multiplication.</p>
8294
8295 <h5>Arguments:</h5>
8296 <p>The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure may
8297    be of integer types of any bit width, but they must have the same bit
8298    width. The second element of the result structure must be of
8299    type <tt>i1</tt>. <tt>%a</tt> and <tt>%b</tt> are the two values that will
8300    undergo signed multiplication.</p>
8301
8302 <h5>Semantics:</h5>
8303 <p>The '<tt>llvm.smul.with.overflow</tt>' family of intrinsic functions perform
8304    a signed multiplication of the two arguments. They return a structure &mdash;
8305    the first element of which is the multiplication, and the second element of
8306    which is a bit specifying if the signed multiplication resulted in an
8307    overflow.</p>
8308
8309 <h5>Examples:</h5>
8310 <pre>
8311   %res = call {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8312   %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
8313   %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
8314   br i1 %obit, label %overflow, label %normal
8315 </pre>
8316
8317 </div>
8318
8319 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8320 <h4>
8321   <a name="int_umul_overflow">
8322     '<tt>llvm.umul.with.overflow.*</tt>' Intrinsics
8323   </a>
8324 </h4>
8325
8326 <div>
8327
8328 <h5>Syntax:</h5>
8329 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.umul.with.overflow</tt>
8330    on any integer bit width.</p>
8331
8332 <pre>
8333   declare {i16, i1} @llvm.umul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
8334   declare {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8335   declare {i64, i1} @llvm.umul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
8336 </pre>
8337
8338 <h5>Overview:</h5>
8339 <p>The '<tt>llvm.umul.with.overflow</tt>' family of intrinsic functions perform
8340    a unsigned multiplication of the two arguments, and indicate whether an
8341    overflow occurred during the unsigned multiplication.</p>
8342
8343 <h5>Arguments:</h5>
8344 <p>The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure may
8345    be of integer types of any bit width, but they must have the same bit
8346    width. The second element of the result structure must be of
8347    type <tt>i1</tt>. <tt>%a</tt> and <tt>%b</tt> are the two values that will
8348    undergo unsigned multiplication.</p>
8349
8350 <h5>Semantics:</h5>
8351 <p>The '<tt>llvm.umul.with.overflow</tt>' family of intrinsic functions perform
8352    an unsigned multiplication of the two arguments. They return a structure
8353    &mdash; the first element of which is the multiplication, and the second
8354    element of which is a bit specifying if the unsigned multiplication resulted
8355    in an overflow.</p>
8356
8357 <h5>Examples:</h5>
8358 <pre>
8359   %res = call {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8360   %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
8361   %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
8362   br i1 %obit, label %overflow, label %normal
8363 </pre>
8364
8365 </div>
8366
8367 </div>
8368
8369 <!-- ======================================================================= -->
8370 <h3>
8371   <a name="spec_arithmetic">Specialised Arithmetic Intrinsics</a>
8372 </h3>
8373
8374 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8375
8376 <h4>
8377   <a name="fmuladd">'<tt>llvm.fmuladd.*</tt>' Intrinsic</a>
8378 </h4>
8379
8380 <div>
8381
8382 <h5>Syntax:</h5>
8383 <pre>
8384   declare float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c)
8385   declare double @llvm.fmuladd.f64(double %a, double %b, double %c)
8386 </pre>
8387
8388 <h5>Overview:</h5>
8389 <p>The '<tt>llvm.fmuladd.*</tt>' intrinsic functions represent multiply-add
8390 expressions that can be fused if the code generator determines that the fused
8391 expression would be legal and efficient.</p>
8392
8393 <h5>Arguments:</h5>
8394 <p>The '<tt>llvm.fmuladd.*</tt>' intrinsics each take three arguments: two
8395 multiplicands, a and b, and an addend c.</p>
8396
8397 <h5>Semantics:</h5>
8398 <p>The expression:</p>
8399 <pre>
8400   %0 = call float @llvm.fmuladd.f32(%a, %b, %c)
8401 </pre>
8402 <p>is equivalent to the expression a * b + c, except that rounding will not be
8403 performed between the multiplication and addition steps if the code generator
8404 fuses the operations. Fusion is not guaranteed, even if the target platform
8405 supports it. If a fused multiply-add is required the corresponding llvm.fma.*
8406 intrinsic function should be used instead.</p>
8407
8408 <h5>Examples:</h5>
8409 <pre>
8410   %r2 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c) ; yields {float}:r2 = (a * b) + c
8411 </pre>
8412
8413 </div>
8414
8415 <!-- ======================================================================= -->
8416 <h3>
8417   <a name="int_fp16">Half Precision Floating Point Intrinsics</a>
8418 </h3>
8419
8420 <div>
8421
8422 <p>For most target platforms, half precision floating point is a storage-only
8423    format. This means that it is
8424    a dense encoding (in memory) but does not support computation in the
8425    format.</p>
8426
8427 <p>This means that code must first load the half-precision floating point
8428    value as an i16, then convert it to float with <a
8429    href="#int_convert_from_fp16"><tt>llvm.convert.from.fp16</tt></a>.
8430    Computation can then be performed on the float value (including extending to
8431    double etc).  To store the value back to memory, it is first converted to
8432    float if needed, then converted to i16 with
8433    <a href="#int_convert_to_fp16"><tt>llvm.convert.to.fp16</tt></a>, then
8434    storing as an i16 value.</p>
8435
8436 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8437 <h4>
8438   <a name="int_convert_to_fp16">
8439     '<tt>llvm.convert.to.fp16</tt>' Intrinsic
8440   </a>
8441 </h4>
8442
8443 <div>
8444
8445 <h5>Syntax:</h5>
8446 <pre>
8447   declare i16 @llvm.convert.to.fp16(f32 %a)
8448 </pre>
8449
8450 <h5>Overview:</h5>
8451 <p>The '<tt>llvm.convert.to.fp16</tt>' intrinsic function performs
8452    a conversion from single precision floating point format to half precision
8453    floating point format.</p>
8454
8455 <h5>Arguments:</h5>
8456 <p>The intrinsic function contains single argument - the value to be
8457    converted.</p>
8458
8459 <h5>Semantics:</h5>
8460 <p>The '<tt>llvm.convert.to.fp16</tt>' intrinsic function performs
8461    a conversion from single precision floating point format to half precision
8462    floating point format. The return value is an <tt>i16</tt> which
8463    contains the converted number.</p>
8464
8465 <h5>Examples:</h5>
8466 <pre>
8467   %res = call i16 @llvm.convert.to.fp16(f32 %a)
8468   store i16 %res, i16* @x, align 2
8469 </pre>
8470
8471 </div>
8472
8473 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8474 <h4>
8475   <a name="int_convert_from_fp16">
8476     '<tt>llvm.convert.from.fp16</tt>' Intrinsic
8477   </a>
8478 </h4>
8479
8480 <div>
8481
8482 <h5>Syntax:</h5>
8483 <pre>
8484   declare f32 @llvm.convert.from.fp16(i16 %a)
8485 </pre>
8486
8487 <h5>Overview:</h5>
8488 <p>The '<tt>llvm.convert.from.fp16</tt>' intrinsic function performs
8489    a conversion from half precision floating point format to single precision
8490    floating point format.</p>
8491
8492 <h5>Arguments:</h5>
8493 <p>The intrinsic function contains single argument - the value to be
8494    converted.</p>
8495
8496 <h5>Semantics:</h5>
8497 <p>The '<tt>llvm.convert.from.fp16</tt>' intrinsic function performs a
8498    conversion from half single precision floating point format to single
8499    precision floating point format. The input half-float value is represented by
8500    an <tt>i16</tt> value.</p>
8501
8502 <h5>Examples:</h5>
8503 <pre>
8504   %a = load i16* @x, align 2
8505   %res = call f32 @llvm.convert.from.fp16(i16 %a)
8506 </pre>
8507
8508 </div>
8509
8510 </div>
8511
8512 <!-- ======================================================================= -->
8513 <h3>
8514   <a name="int_debugger">Debugger Intrinsics</a>
8515 </h3>
8516
8517 <div>
8518
8519 <p>The LLVM debugger intrinsics (which all start with <tt>llvm.dbg.</tt>
8520    prefix), are described in
8521    the <a href="SourceLevelDebugging.html#format_common_intrinsics">LLVM Source
8522    Level Debugging</a> document.</p>
8523
8524 </div>
8525
8526 <!-- ======================================================================= -->
8527 <h3>
8528   <a name="int_eh">Exception Handling Intrinsics</a>
8529 </h3>
8530
8531 <div>
8532
8533 <p>The LLVM exception handling intrinsics (which all start with
8534    <tt>llvm.eh.</tt> prefix), are described in
8535    the <a href="ExceptionHandling.html#format_common_intrinsics">LLVM Exception
8536    Handling</a> document.</p>
8537
8538 </div>
8539
8540 <!-- ======================================================================= -->
8541 <h3>
8542   <a name="int_trampoline">Trampoline Intrinsics</a>
8543 </h3>
8544
8545 <div>
8546
8547 <p>These intrinsics make it possible to excise one parameter, marked with
8548    the <a href="#nest"><tt>nest</tt></a> attribute, from a function.
8549    The result is a callable
8550    function pointer lacking the nest parameter - the caller does not need to
8551    provide a value for it.  Instead, the value to use is stored in advance in a
8552    "trampoline", a block of memory usually allocated on the stack, which also
8553    contains code to splice the nest value into the argument list.  This is used
8554    to implement the GCC nested function address extension.</p>
8555
8556 <p>For example, if the function is
8557    <tt>i32 f(i8* nest %c, i32 %x, i32 %y)</tt> then the resulting function
8558    pointer has signature <tt>i32 (i32, i32)*</tt>.  It can be created as
8559    follows:</p>
8560
8561 <pre class="doc_code">
8562   %tramp = alloca [10 x i8], align 4 ; size and alignment only correct for X86
8563   %tramp1 = getelementptr [10 x i8]* %tramp, i32 0, i32 0
8564   call i8* @llvm.init.trampoline(i8* %tramp1, i8* bitcast (i32 (i8*, i32, i32)* @f to i8*), i8* %nval)
8565   %p = call i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* %tramp1)
8566   %fp = bitcast i8* %p to i32 (i32, i32)*
8567 </pre>
8568
8569 <p>The call <tt>%val = call i32 %fp(i32 %x, i32 %y)</tt> is then equivalent
8570    to <tt>%val = call i32 %f(i8* %nval, i32 %x, i32 %y)</tt>.</p>
8571
8572 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8573 <h4>
8574   <a name="int_it">
8575     '<tt>llvm.init.trampoline</tt>' Intrinsic
8576   </a>
8577 </h4>
8578
8579 <div>
8580
8581 <h5>Syntax:</h5>
8582 <pre>
8583   declare void @llvm.init.trampoline(i8* &lt;tramp&gt;, i8* &lt;func&gt;, i8* &lt;nval&gt;)
8584 </pre>
8585
8586 <h5>Overview:</h5>
8587 <p>This fills the memory pointed to by <tt>tramp</tt> with executable code,
8588    turning it into a trampoline.</p>
8589
8590 <h5>Arguments:</h5>
8591 <p>The <tt>llvm.init.trampoline</tt> intrinsic takes three arguments, all
8592    pointers.  The <tt>tramp</tt> argument must point to a sufficiently large and
8593    sufficiently aligned block of memory; this memory is written to by the
8594    intrinsic.  Note that the size and the alignment are target-specific - LLVM
8595    currently provides no portable way of determining them, so a front-end that
8596    generates this intrinsic needs to have some target-specific knowledge.
8597    The <tt>func</tt> argument must hold a function bitcast to
8598    an <tt>i8*</tt>.</p>
8599
8600 <h5>Semantics:</h5>
8601 <p>The block of memory pointed to by <tt>tramp</tt> is filled with target
8602    dependent code, turning it into a function.  Then <tt>tramp</tt> needs to be
8603    passed to <a href="#int_at">llvm.adjust.trampoline</a> to get a pointer
8604    which can be <a href="#int_trampoline">bitcast (to a new function) and
8605    called</a>.  The new function's signature is the same as that of
8606    <tt>func</tt> with any arguments marked with the <tt>nest</tt> attribute
8607    removed.  At most one such <tt>nest</tt> argument is allowed, and it must be of
8608    pointer type.  Calling the new function is equivalent to calling <tt>func</tt>
8609    with the same argument list, but with <tt>nval</tt> used for the missing
8610    <tt>nest</tt> argument.  If, after calling <tt>llvm.init.trampoline</tt>, the
8611    memory pointed to by <tt>tramp</tt> is modified, then the effect of any later call
8612    to the returned function pointer is undefined.</p>
8613 </div>
8614
8615 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8616 <h4>
8617   <a name="int_at">
8618     '<tt>llvm.adjust.trampoline</tt>' Intrinsic
8619   </a>
8620 </h4>
8621
8622 <div>
8623
8624 <h5>Syntax:</h5>
8625 <pre>
8626   declare i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* &lt;tramp&gt;)
8627 </pre>
8628
8629 <h5>Overview:</h5>
8630 <p>This performs any required machine-specific adjustment to the address of a
8631    trampoline (passed as <tt>tramp</tt>).</p>
8632
8633 <h5>Arguments:</h5>
8634 <p><tt>tramp</tt> must point to a block of memory which already has trampoline code
8635    filled in by a previous call to <a href="#int_it"><tt>llvm.init.trampoline</tt>
8636    </a>.</p>
8637
8638 <h5>Semantics:</h5>
8639 <p>On some architectures the address of the code to be executed needs to be
8640    different to the address where the trampoline is actually stored.  This
8641    intrinsic returns the executable address corresponding to <tt>tramp</tt>
8642    after performing the required machine specific adjustments.
8643    The pointer returned can then be <a href="#int_trampoline"> bitcast and
8644    executed</a>.
8645 </p>
8646
8647 </div>
8648
8649 </div>
8650
8651 <!-- ======================================================================= -->
8652 <h3>
8653   <a name="int_memorymarkers">Memory Use Markers</a>
8654 </h3>
8655
8656 <div>
8657
8658 <p>This class of intrinsics exists to information about the lifetime of memory
8659    objects and ranges where variables are immutable.</p>
8660
8661 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8662 <h4>
8663   <a name="int_lifetime_start">'<tt>llvm.lifetime.start</tt>' Intrinsic</a>
8664 </h4>
8665
8666 <div>
8667
8668 <h5>Syntax:</h5>
8669 <pre>
8670   declare void @llvm.lifetime.start(i64 &lt;size&gt;, i8* nocapture &lt;ptr&gt;)
8671 </pre>
8672
8673 <h5>Overview:</h5>
8674 <p>The '<tt>llvm.lifetime.start</tt>' intrinsic specifies the start of a memory
8675    object's lifetime.</p>
8676
8677 <h5>Arguments:</h5>
8678 <p>The first argument is a constant integer representing the size of the
8679    object, or -1 if it is variable sized.  The second argument is a pointer to
8680    the object.</p>
8681
8682 <h5>Semantics:</h5>
8683 <p>This intrinsic indicates that before this point in the code, the value of the
8684    memory pointed to by <tt>ptr</tt> is dead.  This means that it is known to
8685    never be used and has an undefined value.  A load from the pointer that
8686    precedes this intrinsic can be replaced with
8687    <tt>'<a href="#undefvalues">undef</a>'</tt>.</p>
8688
8689 </div>
8690
8691 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8692 <h4>
8693   <a name="int_lifetime_end">'<tt>llvm.lifetime.end</tt>' Intrinsic</a>
8694 </h4>
8695
8696 <div>
8697
8698 <h5>Syntax:</h5>
8699 <pre>
8700   declare void @llvm.lifetime.end(i64 &lt;size&gt;, i8* nocapture &lt;ptr&gt;)
8701 </pre>
8702
8703 <h5>Overview:</h5>
8704 <p>The '<tt>llvm.lifetime.end</tt>' intrinsic specifies the end of a memory
8705    object's lifetime.</p>
8706
8707 <h5>Arguments:</h5>
8708 <p>The first argument is a constant integer representing the size of the
8709    object, or -1 if it is variable sized.  The second argument is a pointer to
8710    the object.</p>
8711
8712 <h5>Semantics:</h5>
8713 <p>This intrinsic indicates that after this point in the code, the value of the
8714    memory pointed to by <tt>ptr</tt> is dead.  This means that it is known to
8715    never be used and has an undefined value.  Any stores into the memory object
8716    following this intrinsic may be removed as dead.
8717
8718 </div>
8719
8720 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8721 <h4>
8722   <a name="int_invariant_start">'<tt>llvm.invariant.start</tt>' Intrinsic</a>
8723 </h4>
8724
8725 <div>
8726
8727 <h5>Syntax:</h5>
8728 <pre>
8729   declare {}* @llvm.invariant.start(i64 &lt;size&gt;, i8* nocapture &lt;ptr&gt;)
8730 </pre>
8731
8732 <h5>Overview:</h5>
8733 <p>The '<tt>llvm.invariant.start</tt>' intrinsic specifies that the contents of
8734    a memory object will not change.</p>
8735
8736 <h5>Arguments:</h5>
8737 <p>The first argument is a constant integer representing the size of the
8738    object, or -1 if it is variable sized.  The second argument is a pointer to
8739    the object.</p>
8740
8741 <h5>Semantics:</h5>
8742 <p>This intrinsic indicates that until an <tt>llvm.invariant.end</tt> that uses
8743    the return value, the referenced memory location is constant and
8744    unchanging.</p>
8745
8746 </div>
8747
8748 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8749 <h4>
8750   <a name="int_invariant_end">'<tt>llvm.invariant.end</tt>' Intrinsic</a>
8751 </h4>
8752
8753 <div>
8754
8755 <h5>Syntax:</h5>
8756 <pre>
8757   declare void @llvm.invariant.end({}* &lt;start&gt;, i64 &lt;size&gt;, i8* nocapture &lt;ptr&gt;)
8758 </pre>
8759
8760 <h5>Overview:</h5>
8761 <p>The '<tt>llvm.invariant.end</tt>' intrinsic specifies that the contents of
8762    a memory object are mutable.</p>
8763
8764 <h5>Arguments:</h5>
8765 <p>The first argument is the matching <tt>llvm.invariant.start</tt> intrinsic.
8766    The second argument is a constant integer representing the size of the
8767    object, or -1 if it is variable sized and the third argument is a pointer
8768    to the object.</p>
8769
8770 <h5>Semantics:</h5>
8771 <p>This intrinsic indicates that the memory is mutable again.</p>
8772
8773 </div>
8774
8775 </div>
8776
8777 <!-- ======================================================================= -->
8778 <h3>
8779   <a name="int_general">General Intrinsics</a>
8780 </h3>
8781
8782 <div>
8783
8784 <p>This class of intrinsics is designed to be generic and has no specific
8785    purpose.</p>
8786
8787 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8788 <h4>
8789   <a name="int_var_annotation">'<tt>llvm.var.annotation</tt>' Intrinsic</a>
8790 </h4>
8791
8792 <div>
8793
8794 <h5>Syntax:</h5>
8795 <pre>
8796   declare void @llvm.var.annotation(i8* &lt;val&gt;, i8* &lt;str&gt;, i8* &lt;str&gt;, i32  &lt;int&gt;)
8797 </pre>
8798
8799 <h5>Overview:</h5>
8800 <p>The '<tt>llvm.var.annotation</tt>' intrinsic.</p>
8801
8802 <h5>Arguments:</h5>
8803 <p>The first argument is a pointer to a value, the second is a pointer to a
8804    global string, the third is a pointer to a global string which is the source
8805    file name, and the last argument is the line number.</p>
8806
8807 <h5>Semantics:</h5>
8808 <p>This intrinsic allows annotation of local variables with arbitrary strings.
8809    This can be useful for special purpose optimizations that want to look for
8810    these annotations.  These have no other defined use; they are ignored by code
8811    generation and optimization.</p>
8812
8813 </div>
8814
8815 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8816 <h4>
8817   <a name="int_annotation">'<tt>llvm.annotation.*</tt>' Intrinsic</a>
8818 </h4>
8819
8820 <div>
8821
8822 <h5>Syntax:</h5>
8823 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use '<tt>llvm.annotation</tt>' on
8824    any integer bit width.</p>
8825
8826 <pre>
8827   declare i8 @llvm.annotation.i8(i8 &lt;val&gt;, i8* &lt;str&gt;, i8* &lt;str&gt;, i32  &lt;int&gt;)
8828   declare i16 @llvm.annotation.i16(i16 &lt;val&gt;, i8* &lt;str&gt;, i8* &lt;str&gt;, i32  &lt;int&gt;)
8829   declare i32 @llvm.annotation.i32(i32 &lt;val&gt;, i8* &lt;str&gt;, i8* &lt;str&gt;, i32  &lt;int&gt;)
8830   declare i64 @llvm.annotation.i64(i64 &lt;val&gt;, i8* &lt;str&gt;, i8* &lt;str&gt;, i32  &lt;int&gt;)
8831   declare i256 @llvm.annotation.i256(i256 &lt;val&gt;, i8* &lt;str&gt;, i8* &lt;str&gt;, i32  &lt;int&gt;)
8832 </pre>
8833
8834 <h5>Overview:</h5>
8835 <p>The '<tt>llvm.annotation</tt>' intrinsic.</p>
8836
8837 <h5>Arguments:</h5>
8838 <p>The first argument is an integer value (result of some expression), the
8839    second is a pointer to a global string, the third is a pointer to a global
8840    string which is the source file name, and the last argument is the line
8841    number.  It returns the value of the first argument.</p>
8842
8843 <h5>Semantics:</h5>
8844 <p>This intrinsic allows annotations to be put on arbitrary expressions with
8845    arbitrary strings.  This can be useful for special purpose optimizations that
8846    want to look for these annotations.  These have no other defined use; they
8847    are ignored by code generation and optimization.</p>
8848
8849 </div>
8850
8851 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8852 <h4>
8853   <a name="int_trap">'<tt>llvm.trap</tt>' Intrinsic</a>
8854 </h4>
8855
8856 <div>
8857
8858 <h5>Syntax:</h5>
8859 <pre>
8860   declare void @llvm.trap() noreturn nounwind
8861 </pre>
8862
8863 <h5>Overview:</h5>
8864 <p>The '<tt>llvm.trap</tt>' intrinsic.</p>
8865
8866 <h5>Arguments:</h5>
8867 <p>None.</p>
8868
8869 <h5>Semantics:</h5>
8870 <p>This intrinsic is lowered to the target dependent trap instruction. If the
8871    target does not have a trap instruction, this intrinsic will be lowered to
8872    a call of the <tt>abort()</tt> function.</p>
8873
8874 </div>
8875
8876 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8877 <h4>
8878   <a name="int_debugtrap">'<tt>llvm.debugtrap</tt>' Intrinsic</a>
8879 </h4>
8880
8881 <div>
8882
8883 <h5>Syntax:</h5>
8884 <pre>
8885   declare void @llvm.debugtrap() nounwind
8886 </pre>
8887
8888 <h5>Overview:</h5>
8889 <p>The '<tt>llvm.debugtrap</tt>' intrinsic.</p>
8890
8891 <h5>Arguments:</h5>
8892 <p>None.</p>
8893
8894 <h5>Semantics:</h5>
8895 <p>This intrinsic is lowered to code which is intended to cause an execution
8896    trap with the intention of requesting the attention of a debugger.</p>
8897
8898 </div>
8899
8900 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8901 <h4>
8902   <a name="int_stackprotector">'<tt>llvm.stackprotector</tt>' Intrinsic</a>
8903 </h4>
8904
8905 <div>
8906
8907 <h5>Syntax:</h5>
8908 <pre>
8909   declare void @llvm.stackprotector(i8* &lt;guard&gt;, i8** &lt;slot&gt;)
8910 </pre>
8911
8912 <h5>Overview:</h5>
8913 <p>The <tt>llvm.stackprotector</tt> intrinsic takes the <tt>guard</tt> and
8914    stores it onto the stack at <tt>slot</tt>. The stack slot is adjusted to
8915    ensure that it is placed on the stack before local variables.</p>
8916
8917 <h5>Arguments:</h5>
8918 <p>The <tt>llvm.stackprotector</tt> intrinsic requires two pointer
8919    arguments. The first argument is the value loaded from the stack
8920    guard <tt>@__stack_chk_guard</tt>. The second variable is an <tt>alloca</tt>
8921    that has enough space to hold the value of the guard.</p>
8922
8923 <h5>Semantics:</h5>
8924 <p>This intrinsic causes the prologue/epilogue inserter to force the position of
8925    the <tt>AllocaInst</tt> stack slot to be before local variables on the
8926    stack. This is to ensure that if a local variable on the stack is
8927    overwritten, it will destroy the value of the guard. When the function exits,
8928    the guard on the stack is checked against the original guard. If they are
8929    different, then the program aborts by calling the <tt>__stack_chk_fail()</tt>
8930    function.</p>
8931
8932 </div>
8933
8934 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8935 <h4>
8936   <a name="int_objectsize">'<tt>llvm.objectsize</tt>' Intrinsic</a>
8937 </h4>
8938
8939 <div>
8940
8941 <h5>Syntax:</h5>
8942 <pre>
8943   declare i32 @llvm.objectsize.i32(i8* &lt;object&gt;, i1 &lt;min&gt;)
8944   declare i64 @llvm.objectsize.i64(i8* &lt;object&gt;, i1 &lt;min&gt;)
8945 </pre>
8946
8947 <h5>Overview:</h5>
8948 <p>The <tt>llvm.objectsize</tt> intrinsic is designed to provide information to
8949    the optimizers to determine at compile time whether a) an operation (like
8950    memcpy) will overflow a buffer that corresponds to an object, or b) that a
8951    runtime check for overflow isn't necessary. An object in this context means
8952    an allocation of a specific class, structure, array, or other object.</p>
8953
8954 <h5>Arguments:</h5>
8955 <p>The <tt>llvm.objectsize</tt> intrinsic takes two arguments. The first
8956    argument is a pointer to or into the <tt>object</tt>. The second argument
8957    is a boolean and determines whether <tt>llvm.objectsize</tt> returns 0 (if
8958    true) or -1 (if false) when the object size is unknown.
8959    The second argument only accepts constants.</p>
8960
8961 <h5>Semantics:</h5>
8962 <p>The <tt>llvm.objectsize</tt> intrinsic is lowered to a constant representing
8963    the size of the object concerned. If the size cannot be determined at compile
8964    time, <tt>llvm.objectsize</tt> returns <tt>i32/i64 -1 or 0</tt>
8965    (depending on the <tt>min</tt> argument).</p>
8966
8967 </div>
8968 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8969 <h4>
8970   <a name="int_expect">'<tt>llvm.expect</tt>' Intrinsic</a>
8971 </h4>
8972
8973 <div>
8974
8975 <h5>Syntax:</h5>
8976 <pre>
8977   declare i32 @llvm.expect.i32(i32 &lt;val&gt;, i32 &lt;expected_val&gt;)
8978   declare i64 @llvm.expect.i64(i64 &lt;val&gt;, i64 &lt;expected_val&gt;)
8979 </pre>
8980
8981 <h5>Overview:</h5>
8982 <p>The <tt>llvm.expect</tt> intrinsic provides information about expected (the
8983    most probable) value of <tt>val</tt>, which can be used by optimizers.</p>
8984
8985 <h5>Arguments:</h5>
8986 <p>The <tt>llvm.expect</tt> intrinsic takes two arguments. The first
8987    argument is a value. The second argument is an expected value, this needs to
8988    be a constant value, variables are not allowed.</p>
8989
8990 <h5>Semantics:</h5>
8991 <p>This intrinsic is lowered to the <tt>val</tt>.</p>
8992 </div>
8993
8994 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8995 <h4>
8996   <a name="int_donothing">'<tt>llvm.donothing</tt>' Intrinsic</a>
8997 </h4>
8998
8999 <div>
9000
9001 <h5>Syntax:</h5>
9002 <pre>
9003   declare void @llvm.donothing() nounwind readnone
9004 </pre>
9005
9006 <h5>Overview:</h5>
9007 <p>The <tt>llvm.donothing</tt> intrinsic doesn't perform any operation. It's the
9008 only intrinsic that can be called with an invoke instruction.</p>
9009
9010 <h5>Arguments:</h5>
9011 <p>None.</p>
9012
9013 <h5>Semantics:</h5>
9014 <p>This intrinsic does nothing, and it's removed by optimizers and ignored by
9015 codegen.</p>
9016 </div>
9017
9018 </div>
9019
9020 </div>
9021 <!-- *********************************************************************** -->
9022 <hr>
9023 <address>
9024   <a href="http://jigsaw.w3.org/css-validator/check/referer"><img
9025   src="http://jigsaw.w3.org/css-validator/images/vcss-blue" alt="Valid CSS"></a>
9026   <a href="http://validator.w3.org/check/referer"><img
9027   src="http://www.w3.org/Icons/valid-html401-blue" alt="Valid HTML 4.01"></a>
9028
9029   <a href="mailto:sabre@nondot.org">Chris Lattner</a><br>
9030   <a href="http://llvm.org/">The LLVM Compiler Infrastructure</a><br>
9031   Last modified: $Date$
9032 </address>
9033
9034 </body>
9035 </html>