Change @llvm.clear_cache default to call rt-lib
[oota-llvm.git] / docs / LangRef.rst
index 3540bdec8acef3b54790081a1113fb588d8b6213..1a6549a15d67b6d4ace9734878640146396eb257 100644 (file)
@@ -197,16 +197,6 @@ linkage:
     private to be renamed as necessary to avoid collisions. Because the
     symbol is private to the module, all references can be updated. This
     doesn't show up in any symbol table in the object file.
-``linker_private``
-    Similar to ``private``, but the symbol is passed through the
-    assembler and evaluated by the linker. Unlike normal strong symbols,
-    they are removed by the linker from the final linked image
-    (executable or dynamic library).
-``linker_private_weak``
-    Similar to "``linker_private``", but the symbol is weak. Note that
-    ``linker_private_weak`` symbols are subject to coalescing by the
-    linker. The symbols are removed by the linker from the final linked
-    image (executable or dynamic library).
 ``internal``
     Similar to private, but the value shows as a local symbol
     (``STB_LOCAL`` in the case of ELF) in the object file. This
@@ -312,7 +302,8 @@ added in the future:
     so that the call does not break any live ranges in the caller side.
     This calling convention does not support varargs and requires the
     prototype of all callees to exactly match the prototype of the
-    function definition.
+    function definition. Furthermore the inliner doesn't consider such function
+    calls for inlining.
 "``cc 10``" - GHC convention
     This calling convention has been implemented specifically for use by
     the `Glasgow Haskell Compiler (GHC) <http://www.haskell.org/ghc>`_.
@@ -359,6 +350,60 @@ added in the future:
     allocated. This can currently only be used with calls to
     llvm.experimental.patchpoint because only this intrinsic records
     the location of its arguments in a side table. See :doc:`StackMaps`.
+"``preserve_mostcc``" - The `PreserveMost` calling convention
+    This calling convention attempts to make the code in the caller as little
+    intrusive as possible. This calling convention behaves identical to the `C`
+    calling convention on how arguments and return values are passed, but it
+    uses a different set of caller/callee-saved registers. This alleviates the
+    burden of saving and recovering a large register set before and after the
+    call in the caller. If the arguments are passed in callee-saved registers,
+    then they will be preserved by the callee across the call. This doesn't
+    apply for values returned in callee-saved registers.
+
+    - On X86-64 the callee preserves all general purpose registers, except for
+      R11. R11 can be used as a scratch register. Floating-point registers
+      (XMMs/YMMs) are not preserved and need to be saved by the caller.
+
+    The idea behind this convention is to support calls to runtime functions
+    that have a hot path and a cold path. The hot path is usually a small piece
+    of code that doesn't many registers. The cold path might need to call out to
+    another function and therefore only needs to preserve the caller-saved
+    registers, which haven't already been saved by the caller. The
+    `PreserveMost` calling convention is very similar to the `cold` calling
+    convention in terms of caller/callee-saved registers, but they are used for
+    different types of function calls. `coldcc` is for function calls that are
+    rarely executed, whereas `preserve_mostcc` function calls are intended to be
+    on the hot path and definitely executed a lot. Furthermore `preserve_mostcc`
+    doesn't prevent the inliner from inlining the function call.
+
+    This calling convention will be used by a future version of the ObjectiveC
+    runtime and should therefore still be considered experimental at this time.
+    Although this convention was created to optimize certain runtime calls to
+    the ObjectiveC runtime, it is not limited to this runtime and might be used
+    by other runtimes in the future too. The current implementation only
+    supports X86-64, but the intention is to support more architectures in the
+    future.
+"``preserve_allcc``" - The `PreserveAll` calling convention
+    This calling convention attempts to make the code in the caller even less
+    intrusive than the `PreserveMost` calling convention. This calling
+    convention also behaves identical to the `C` calling convention on how
+    arguments and return values are passed, but it uses a different set of
+    caller/callee-saved registers. This removes the burden of saving and
+    recovering a large register set before and after the call in the caller. If
+    the arguments are passed in callee-saved registers, then they will be
+    preserved by the callee across the call. This doesn't apply for values
+    returned in callee-saved registers.
+
+    - On X86-64 the callee preserves all general purpose registers, except for
+      R11. R11 can be used as a scratch register. Furthermore it also preserves
+      all floating-point registers (XMMs/YMMs).
+
+    The idea behind this convention is to support calls to runtime functions
+    that don't need to call out to any other functions.
+
+    This calling convention, like the `PreserveMost` calling convention, will be
+    used by a future version of the ObjectiveC runtime and should be considered
+    experimental at this time.
 "``cc <n>``" - Numbered convention
     Any calling convention may be specified by number, allowing
     target-specific calling conventions to be used. Target specific
@@ -416,31 +461,22 @@ DLL storage class:
     exists for defining a dll interface, the compiler, assembler and linker know
     it is externally referenced and must refrain from deleting the symbol.
 
-Named Types
------------
+Structure Types
+---------------
+
+LLVM IR allows you to specify both "identified" and "literal" :ref:`structure
+types <t_struct>`.  Literal types are uniqued structurally, but identified types
+are never uniqued.  An :ref:`opaque structural type <t_opaque>` can also be used
+to forward declare a type which is not yet available.
 
-LLVM IR allows you to specify name aliases for certain types. This can
-make it easier to read the IR and make the IR more condensed
-(particularly when recursive types are involved). An example of a name
-specification is:
+An example of a identified structure specification is:
 
 .. code-block:: llvm
 
     %mytype = type { %mytype*, i32 }
 
-You may give a name to any :ref:`type <typesystem>` except
-":ref:`void <t_void>`". Type name aliases may be used anywhere a type is
-expected with the syntax "%mytype".
-
-Note that type names are aliases for the structural type that they
-indicate, and that you can therefore specify multiple names for the same
-type. This often leads to confusing behavior when dumping out a .ll
-file. Since LLVM IR uses structural typing, the name is not part of the
-type. When printing out LLVM IR, the printer will pick *one name* to
-render all types of a particular shape. This means that if you have code
-where two different source types end up having the same LLVM type, that
-the dumper will sometimes print the "wrong" or unexpected type. This is
-an important design point and isn't going to change.
+Prior to the LLVM 3.0 release, identified types were structurally uniqued.  Only
+literal types are uniqued in recent versions of LLVM.
 
 .. _globalvars:
 
@@ -617,7 +653,7 @@ Syntax::
     define [linkage] [visibility] [DLLStorageClass]
            [cconv] [ret attrs]
            <ResultType> @<FunctionName> ([argument list])
-           [fn Attrs] [section "name"] [align N]
+           [unnamed_addr] [fn Attrs] [section "name"] [align N]
            [gc] [prefix Constant] { ... }
 
 .. _langref_aliases:
@@ -635,12 +671,16 @@ Syntax::
 
     @<Name> = [Visibility] [DLLStorageClass] alias [Linkage] <AliaseeTy> @<Aliasee>
 
-The linkage must be one of ``private``, ``linker_private``,
-``linker_private_weak``, ``internal``, ``linkonce``, ``weak``,
+The linkage must be one of ``private``, ``internal``, ``linkonce``, ``weak``,
 ``linkonce_odr``, ``weak_odr``, ``external``. Note that some system linkers
 might not correctly handle dropping a weak symbol that is aliased by a non-weak
 alias.
 
+Alias that are not ``unnamed_addr`` are guaranteed to have the same address as
+the aliasee.
+
+The aliasee must be a definition.
+
 .. _namedmetadatastructure:
 
 Named Metadata
@@ -727,29 +767,27 @@ Currently, only the following parameter attributes are defined:
 
 .. Warning:: This feature is unstable and not fully implemented.
 
-    The ``inalloca`` argument attribute allows the caller to get the
-    address of an outgoing argument to a ``call`` or ``invoke`` before
-    it executes.  It is similar to ``byval`` in that it is used to pass
-    arguments by value, but it guarantees that the argument will not be
-    copied.
-
-    To be :ref:`well formed <wellformed>`, the caller must pass in an
-    alloca value into an ``inalloca`` parameter, and an alloca may be
-    used as an ``inalloca`` argument at most once.  The attribute can
-    only be applied to parameters that would be passed in memory and not
-    registers.  The ``inalloca`` attribute cannot be used in conjunction
-    with other attributes that affect argument storage, like ``inreg``,
-    ``nest``, ``sret``, or ``byval``.  The ``inalloca`` stack space is
-    considered to be clobbered by any call that uses it, so any
-    ``inalloca`` parameters cannot be marked ``readonly``.
-
-    Allocas passed with ``inalloca`` to a call must be in the opposite
-    order of the parameter list, meaning that the rightmost argument
-    must be allocated first.  If a call has inalloca arguments, no other
-    allocas can occur between the first alloca used by the call and the
-    call site, unless they are are cleared by calls to
-    :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`.  Violating these rules
-    results in undefined behavior at runtime.
+    The ``inalloca`` argument attribute allows the caller to take the
+    address of outgoing stack arguments.  An ``inalloca`` argument must
+    be a pointer to stack memory produced by an ``alloca`` instruction.
+    The alloca, or argument allocation, must also be tagged with the
+    inalloca keyword.  Only the past argument may have the ``inalloca``
+    attribute, and that argument is guaranteed to be passed in memory.
+
+    An argument allocation may be used by a call at most once because
+    the call may deallocate it.  The ``inalloca`` attribute cannot be
+    used in conjunction with other attributes that affect argument
+    storage, like ``inreg``, ``nest``, ``sret``, or ``byval``.  The
+    ``inalloca`` attribute also disables LLVM's implicit lowering of
+    large aggregate return values, which means that frontend authors
+    must lower them with ``sret`` pointers.
+
+    When the call site is reached, the argument allocation must have
+    been the most recent stack allocation that is still live, or the
+    results are undefined.  It is possible to allocate additional stack
+    space after an argument allocation and before its call site, but it
+    must be cleared off with :ref:`llvm.stackrestore
+    <int_stackrestore>`.
 
     See :doc:`InAlloca` for more information on how to use this
     attribute.
@@ -1059,6 +1097,9 @@ example:
     - Calls to alloca() with variable sizes or constant sizes greater than
       ``ssp-buffer-size``.
 
+    Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
+    on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
+
     If a function that has an ``ssp`` attribute is inlined into a
     function that doesn't have an ``ssp`` attribute, then the resulting
     function will have an ``ssp`` attribute.
@@ -1067,6 +1108,17 @@ example:
     stack smashing protector. This overrides the ``ssp`` function
     attribute.
 
+    Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
+    on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
+    The specific layout rules are:
+
+    #. Large arrays and structures containing large arrays
+       (``>= ssp-buffer-size``) are closest to the stack protector.
+    #. Small arrays and structures containing small arrays
+       (``< ssp-buffer-size``) are 2nd closest to the protector.
+    #. Variables that have had their address taken are 3rd closest to the
+       protector.
+
     If a function that has an ``sspreq`` attribute is inlined into a
     function that doesn't have an ``sspreq`` attribute or which has an
     ``ssp`` or ``sspstrong`` attribute, then the resulting function will have
@@ -1082,6 +1134,17 @@ example:
     - Calls to alloca().
     - Local variables that have had their address taken.
 
+    Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
+    on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
+    The specific layout rules are:
+
+    #. Large arrays and structures containing large arrays
+       (``>= ssp-buffer-size``) are closest to the stack protector.
+    #. Small arrays and structures containing small arrays
+       (``< ssp-buffer-size``) are 2nd closest to the protector.
+    #. Variables that have had their address taken are 3rd closest to the
+       protector.
+
     This overrides the ``ssp`` function attribute.
 
     If a function that has an ``sspstrong`` attribute is inlined into a
@@ -1171,14 +1234,15 @@ as follows:
 ``a:<abi>:<pref>``
     This specifies the alignment for an object of aggregate type.
 ``m:<mangling>``
-   If prerest, specifies that llvm names are mangled in the output. The
-   options are
-   * ``e``: ELF mangling: Private symbols get a ``.L`` prefix.
-   * ``m``: Mips mangling: Private symbols get a ``$`` prefix.
-   * ``o``: Mach-O mangling: Private symbols get ``L`` prefix. Other
-    symbols get a ``_`` prefix.
-   * ``w``: Windows COFF prefix:  Similar to Mach-O, but stdcall and fastcall
-  functions also get a suffix based on the frame size.
+    If present, specifies that llvm names are mangled in the output. The
+    options are
+
+    * ``e``: ELF mangling: Private symbols get a ``.L`` prefix.
+    * ``m``: Mips mangling: Private symbols get a ``$`` prefix.
+    * ``o``: Mach-O mangling: Private symbols get ``L`` prefix. Other
+      symbols get a ``_`` prefix.
+    * ``w``: Windows COFF prefix:  Similar to Mach-O, but stdcall and fastcall
+      functions also get a suffix based on the frame size.
 ``n<size1>:<size2>:<size3>...``
     This specifies a set of native integer widths for the target CPU in
     bits. For example, it might contain ``n32`` for 32-bit PowerPC,
@@ -1426,7 +1490,7 @@ Atomic Memory Ordering Constraints
 Atomic instructions (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>`,
 :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`, :ref:`fence <i_fence>`,
 :ref:`atomic load <i_load>`, and :ref:`atomic store <i_store>`) take
-an ordering parameter that determines which other atomic instructions on
+ordering parameters that determine which other atomic instructions on
 the same address they *synchronize with*. These semantics are borrowed
 from Java and C++0x, but are somewhat more colloquial. If these
 descriptions aren't precise enough, check those specs (see spec
@@ -1673,14 +1737,12 @@ Floating Point Types
    * - ``ppc_fp128``
      - 128-bit floating point value (two 64-bits)
 
-.. _t_x86mmx:
-
-X86mmx Type
-"""""""""""
+X86_mmx Type
+""""""""""""
 
 :Overview:
 
-The x86mmx type represents a value held in an MMX register on an x86
+The x86_mmx 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
@@ -1691,7 +1753,7 @@ of this type.
 
 ::
 
-      x86mmx
+      x86_mmx
 
 
 .. _t_pointer:
@@ -1976,7 +2038,7 @@ The IEEE 16-bit format (half precision) is represented by ``0xH``
 followed by 4 hexadecimal digits. All hexadecimal formats are big-endian
 (sign bit at the left).
 
-There are no constants of type x86mmx.
+There are no constants of type x86_mmx.
 
 .. _complexconstants:
 
@@ -2724,9 +2786,9 @@ metadata types that refer to the same loop identifier metadata.
 
    for.body:
      ...
-     %0 = load i32* %arrayidx, align 4, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
+     %val0 = load i32* %arrayidx, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
      ...
-     store i32 %0, i32* %arrayidx4, align 4, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
+     store i32 %val0, i32* %arrayidx1, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
      ...
      br i1 %exitcond, label %for.end, label %for.body, !llvm.loop !0
 
@@ -2741,21 +2803,22 @@ the loop identifier metadata node directly:
 .. code-block:: llvm
 
    outer.for.body:
-   ...
+     ...
+     %val1 = load i32* %arrayidx3, !llvm.mem.parallel_loop_access !2
+     ...
+     br label %inner.for.body
 
    inner.for.body:
      ...
-     %0 = load i32* %arrayidx, align 4, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
+     %val0 = load i32* %arrayidx1, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
      ...
-     store i32 %0, i32* %arrayidx4, align 4, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
+     store i32 %val0, i32* %arrayidx2, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
      ...
      br i1 %exitcond, label %inner.for.end, label %inner.for.body, !llvm.loop !1
 
    inner.for.end:
      ...
-     %0 = load i32* %arrayidx, align 4, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
-     ...
-     store i32 %0, i32* %arrayidx4, align 4, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
+     store i32 %val1, i32* %arrayidx4, !llvm.mem.parallel_loop_access !2
      ...
      br i1 %exitcond, label %outer.for.end, label %outer.for.body, !llvm.loop !2
 
@@ -4644,7 +4707,7 @@ Syntax:
 
 ::
 
-      <result> = alloca <type>[, <ty> <NumElements>][, align <alignment>]     ; yields {type*}:result
+      <result> = alloca [inalloca] <type> [, <ty> <NumElements>] [, align <alignment>]     ; yields {type*}:result
 
 Overview:
 """""""""
@@ -4921,7 +4984,7 @@ Syntax:
 
 ::
 
-      cmpxchg [volatile] <ty>* <pointer>, <ty> <cmp>, <ty> <new> [singlethread] <ordering>  ; yields {ty}
+      cmpxchg [volatile] <ty>* <pointer>, <ty> <cmp>, <ty> <new> [singlethread] <success ordering> <failure ordering> ; yields {ty}
 
 Overview:
 """""""""
@@ -4944,8 +5007,11 @@ type, and the type of '<pointer>' must be a pointer to that type. If the
 to modify the number or order of execution of this ``cmpxchg`` with
 other :ref:`volatile operations <volatile>`.
 
-The :ref:`ordering <ordering>` argument specifies how this ``cmpxchg``
-synchronizes with other atomic operations.
+The success and failure :ref:`ordering <ordering>` arguments specify how this
+``cmpxchg`` synchronizes with other atomic operations. The both ordering
+parameters must be at least ``monotonic``, the ordering constraint on failure
+must be no stronger than that on success, and the failure ordering cannot be
+either ``release`` or ``acq_rel``.
 
 The optional "``singlethread``" argument declares that the ``cmpxchg``
 is only atomic with respect to code (usually signal handlers) running in
@@ -4963,10 +5029,9 @@ operand is read and compared to '``<cmp>``'; if the read value is the
 equal, '``<new>``' is written. The original value at the location is
 returned.
 
-A successful ``cmpxchg`` is a read-modify-write instruction for the purpose
-of identifying release sequences. A failed ``cmpxchg`` is equivalent to an
-atomic load with an ordering parameter determined by dropping any
-``release`` part of the ``cmpxchg``'s ordering.
+A successful ``cmpxchg`` is a read-modify-write instruction for the purpose of
+identifying release sequences. A failed ``cmpxchg`` is equivalent to an atomic
+load with an ordering parameter determined the second ordering parameter.
 
 Example:
 """"""""
@@ -4980,7 +5045,7 @@ Example:
     loop:
       %cmp = phi i32 [ %orig, %entry ], [%old, %loop]
       %squared = mul i32 %cmp, %cmp
-      %old = cmpxchg i32* %ptr, i32 %cmp, i32 %squared          ; yields {i32}
+      %old = cmpxchg i32* %ptr, i32 %cmp, i32 %squared acq_rel monotonic ; yields {i32}
       %success = icmp eq i32 %cmp, %old
       br i1 %success, label %done, label %loop
 
@@ -6874,6 +6939,46 @@ is lowered to a constant 0.
 Note that runtime support may be conditional on the privilege-level code is
 running at and the host platform.
 
+'``llvm.clear_cache``' Intrinsic
+^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
+
+Syntax:
+"""""""
+
+::
+
+      declare void @llvm.clear_cache(i8*, i8*)
+
+Overview:
+"""""""""
+
+The '``llvm.clear_cache``' intrinsic provides access to the systemcall
+that flushes the cache at the range specified. Some targets need this
+to specifically flush the instruction cache when executable data changes
+in memory (self-modifying code). Other targets have unified intruction
+and data cache, so they don't need any calls.
+
+Semantics:
+""""""""""
+
+When directly supported, this intrinsic will either return a call to
+the appropriate cache clearing system call (usually ``__clear_cache``)
+when the caches are not unified (ARM, Mips) or just remove the call
+altogether when they are (ex. x86_64). Some targets can lower these
+directly into special instructions, if they have it.
+
+The default behaviour is to emit a call to ``__clear_cache``, so in
+case a target doesn't support it, the user gets a linker error rather
+than a compiler internal error. It also provides a work around to
+the user (implement an empty function called ``__clear_cache``) while
+LLVM doesn't implement it in the target's back-end.
+
+Please note that the caller is responsible for ensuring the cache
+is actually cleared. This is most important in targets that don't
+need to flush the cache directly (ex. x86_64) and could potentially
+still execute old instructions while the cache is not cleared. LLVM
+will *not* insert nops or busy-wait sequences.
+
 Standard C Library Intrinsics
 -----------------------------
 
@@ -7439,7 +7544,7 @@ Semantics:
 """"""""""
 
 This function returns the same values as the libm ``fma`` functions
-would.
+would, and does not set errno.
 
 '``llvm.fabs.*``' Intrinsic
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
@@ -8247,7 +8352,8 @@ is equivalent to the expression a \* b + c, except that rounding will
 not be performed between the multiplication and addition steps if the
 code generator fuses the operations. Fusion is not guaranteed, even if
 the target platform supports it. If a fused multiply-add is required the
-corresponding llvm.fma.\* intrinsic function should be used instead.
+corresponding llvm.fma.\* intrinsic function should be used
+instead. This never sets errno, just as '``llvm.fma.*``'.
 
 Examples:
 """""""""
@@ -8895,8 +9001,12 @@ on the ``min`` argument).
 Syntax:
 """""""
 
+This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.expect`` on any
+integer bit width.
+
 ::
 
+      declare i1 @llvm.expect.i1(i1 <val>, i1 <expected_val>)
       declare i32 @llvm.expect.i32(i32 <val>, i32 <expected_val>)
       declare i64 @llvm.expect.i64(i64 <val>, i64 <expected_val>)