Remove the very out-of-date listing of "very important LLVM areas". I don't
[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       <li><a href="#fastmath">Fast-Math Flags</a></li>
59     </ol>
60   </li>
61   <li><a href="#typesystem">Type System</a>
62     <ol>
63       <li><a href="#t_classifications">Type Classifications</a></li>
64       <li><a href="#t_primitive">Primitive Types</a>
65         <ol>
66           <li><a href="#t_integer">Integer Type</a></li>
67           <li><a href="#t_floating">Floating Point Types</a></li>
68           <li><a href="#t_x86mmx">X86mmx Type</a></li>
69           <li><a href="#t_void">Void Type</a></li>
70           <li><a href="#t_label">Label Type</a></li>
71           <li><a href="#t_metadata">Metadata Type</a></li>
72         </ol>
73       </li>
74       <li><a href="#t_derived">Derived Types</a>
75         <ol>
76           <li><a href="#t_aggregate">Aggregate Types</a>
77             <ol>
78               <li><a href="#t_array">Array Type</a></li>
79               <li><a href="#t_struct">Structure Type</a></li>
80               <li><a href="#t_opaque">Opaque Structure Types</a></li>
81               <li><a href="#t_vector">Vector Type</a></li>
82             </ol>
83           </li>
84           <li><a href="#t_function">Function Type</a></li>
85           <li><a href="#t_pointer">Pointer Type</a></li>
86         </ol>
87       </li>
88     </ol>
89   </li>
90   <li><a href="#constants">Constants</a>
91     <ol>
92       <li><a href="#simpleconstants">Simple Constants</a></li>
93       <li><a href="#complexconstants">Complex Constants</a></li>
94       <li><a href="#globalconstants">Global Variable and Function Addresses</a></li>
95       <li><a href="#undefvalues">Undefined Values</a></li>
96       <li><a href="#poisonvalues">Poison Values</a></li>
97       <li><a href="#blockaddress">Addresses of Basic Blocks</a></li>
98       <li><a href="#constantexprs">Constant Expressions</a></li>
99     </ol>
100   </li>
101   <li><a href="#othervalues">Other Values</a>
102     <ol>
103       <li><a href="#inlineasm">Inline Assembler Expressions</a></li>
104       <li><a href="#metadata">Metadata Nodes and Metadata Strings</a>
105         <ol>
106           <li><a href="#tbaa">'<tt>tbaa</tt>' Metadata</a></li>
107           <li><a href="#tbaa.struct">'<tt>tbaa.struct</tt>' Metadata</a></li>
108           <li><a href="#fpmath">'<tt>fpmath</tt>' Metadata</a></li>
109           <li><a href="#range">'<tt>range</tt>' Metadata</a></li>
110         </ol>
111       </li>
112     </ol>
113   </li>
114   <li><a href="#module_flags">Module Flags Metadata</a>
115     <ol>
116       <li><a href="#objc_gc_flags">Objective-C Garbage Collection Module Flags Metadata</a></li>
117     </ol>
118   </li>
119   <li><a href="#intrinsic_globals">Intrinsic Global Variables</a>
120     <ol>
121       <li><a href="#intg_used">The '<tt>llvm.used</tt>' Global Variable</a></li>
122       <li><a href="#intg_compiler_used">The '<tt>llvm.compiler.used</tt>'
123           Global Variable</a></li>
124       <li><a href="#intg_global_ctors">The '<tt>llvm.global_ctors</tt>'
125          Global Variable</a></li>
126       <li><a href="#intg_global_dtors">The '<tt>llvm.global_dtors</tt>'
127          Global Variable</a></li>
128     </ol>
129   </li>
130   <li><a href="#instref">Instruction Reference</a>
131     <ol>
132       <li><a href="#terminators">Terminator Instructions</a>
133         <ol>
134           <li><a href="#i_ret">'<tt>ret</tt>' Instruction</a></li>
135           <li><a href="#i_br">'<tt>br</tt>' Instruction</a></li>
136           <li><a href="#i_switch">'<tt>switch</tt>' Instruction</a></li>
137           <li><a href="#i_indirectbr">'<tt>indirectbr</tt>' Instruction</a></li>
138           <li><a href="#i_invoke">'<tt>invoke</tt>' Instruction</a></li>
139           <li><a href="#i_resume">'<tt>resume</tt>'  Instruction</a></li>
140           <li><a href="#i_unreachable">'<tt>unreachable</tt>' Instruction</a></li>
141         </ol>
142       </li>
143       <li><a href="#binaryops">Binary Operations</a>
144         <ol>
145           <li><a href="#i_add">'<tt>add</tt>' Instruction</a></li>
146           <li><a href="#i_fadd">'<tt>fadd</tt>' Instruction</a></li>
147           <li><a href="#i_sub">'<tt>sub</tt>' Instruction</a></li>
148           <li><a href="#i_fsub">'<tt>fsub</tt>' Instruction</a></li>
149           <li><a href="#i_mul">'<tt>mul</tt>' Instruction</a></li>
150           <li><a href="#i_fmul">'<tt>fmul</tt>' Instruction</a></li>
151           <li><a href="#i_udiv">'<tt>udiv</tt>' Instruction</a></li>
152           <li><a href="#i_sdiv">'<tt>sdiv</tt>' Instruction</a></li>
153           <li><a href="#i_fdiv">'<tt>fdiv</tt>' Instruction</a></li>
154           <li><a href="#i_urem">'<tt>urem</tt>' Instruction</a></li>
155           <li><a href="#i_srem">'<tt>srem</tt>' Instruction</a></li>
156           <li><a href="#i_frem">'<tt>frem</tt>' Instruction</a></li>
157         </ol>
158       </li>
159       <li><a href="#bitwiseops">Bitwise Binary Operations</a>
160         <ol>
161           <li><a href="#i_shl">'<tt>shl</tt>' Instruction</a></li>
162           <li><a href="#i_lshr">'<tt>lshr</tt>' Instruction</a></li>
163           <li><a href="#i_ashr">'<tt>ashr</tt>' Instruction</a></li>
164           <li><a href="#i_and">'<tt>and</tt>' Instruction</a></li>
165           <li><a href="#i_or">'<tt>or</tt>'  Instruction</a></li>
166           <li><a href="#i_xor">'<tt>xor</tt>' Instruction</a></li>
167         </ol>
168       </li>
169       <li><a href="#vectorops">Vector Operations</a>
170         <ol>
171           <li><a href="#i_extractelement">'<tt>extractelement</tt>' Instruction</a></li>
172           <li><a href="#i_insertelement">'<tt>insertelement</tt>' Instruction</a></li>
173           <li><a href="#i_shufflevector">'<tt>shufflevector</tt>' Instruction</a></li>
174         </ol>
175       </li>
176       <li><a href="#aggregateops">Aggregate Operations</a>
177         <ol>
178           <li><a href="#i_extractvalue">'<tt>extractvalue</tt>' Instruction</a></li>
179           <li><a href="#i_insertvalue">'<tt>insertvalue</tt>' Instruction</a></li>
180         </ol>
181       </li>
182       <li><a href="#memoryops">Memory Access and Addressing Operations</a>
183         <ol>
184           <li><a href="#i_alloca">'<tt>alloca</tt>' Instruction</a></li>
185          <li><a href="#i_load">'<tt>load</tt>' Instruction</a></li>
186          <li><a href="#i_store">'<tt>store</tt>' Instruction</a></li>
187          <li><a href="#i_fence">'<tt>fence</tt>' Instruction</a></li>
188          <li><a href="#i_cmpxchg">'<tt>cmpxchg</tt>' Instruction</a></li>
189          <li><a href="#i_atomicrmw">'<tt>atomicrmw</tt>' Instruction</a></li>
190          <li><a href="#i_getelementptr">'<tt>getelementptr</tt>' Instruction</a></li>
191         </ol>
192       </li>
193       <li><a href="#convertops">Conversion Operations</a>
194         <ol>
195           <li><a href="#i_trunc">'<tt>trunc .. to</tt>' Instruction</a></li>
196           <li><a href="#i_zext">'<tt>zext .. to</tt>' Instruction</a></li>
197           <li><a href="#i_sext">'<tt>sext .. to</tt>' Instruction</a></li>
198           <li><a href="#i_fptrunc">'<tt>fptrunc .. to</tt>' Instruction</a></li>
199           <li><a href="#i_fpext">'<tt>fpext .. to</tt>' Instruction</a></li>
200           <li><a href="#i_fptoui">'<tt>fptoui .. to</tt>' Instruction</a></li>
201           <li><a href="#i_fptosi">'<tt>fptosi .. to</tt>' Instruction</a></li>
202           <li><a href="#i_uitofp">'<tt>uitofp .. to</tt>' Instruction</a></li>
203           <li><a href="#i_sitofp">'<tt>sitofp .. to</tt>' Instruction</a></li>
204           <li><a href="#i_ptrtoint">'<tt>ptrtoint .. to</tt>' Instruction</a></li>
205           <li><a href="#i_inttoptr">'<tt>inttoptr .. to</tt>' Instruction</a></li>
206           <li><a href="#i_bitcast">'<tt>bitcast .. to</tt>' Instruction</a></li>
207         </ol>
208       </li>
209       <li><a href="#otherops">Other Operations</a>
210         <ol>
211           <li><a href="#i_icmp">'<tt>icmp</tt>' Instruction</a></li>
212           <li><a href="#i_fcmp">'<tt>fcmp</tt>' Instruction</a></li>
213           <li><a href="#i_phi">'<tt>phi</tt>'   Instruction</a></li>
214           <li><a href="#i_select">'<tt>select</tt>' Instruction</a></li>
215           <li><a href="#i_call">'<tt>call</tt>'  Instruction</a></li>
216           <li><a href="#i_va_arg">'<tt>va_arg</tt>'  Instruction</a></li>
217           <li><a href="#i_landingpad">'<tt>landingpad</tt>' Instruction</a></li>
218         </ol>
219       </li>
220     </ol>
221   </li>
222   <li><a href="#intrinsics">Intrinsic Functions</a>
223     <ol>
224       <li><a href="#int_varargs">Variable Argument Handling Intrinsics</a>
225         <ol>
226           <li><a href="#int_va_start">'<tt>llvm.va_start</tt>' Intrinsic</a></li>
227           <li><a href="#int_va_end">'<tt>llvm.va_end</tt>'   Intrinsic</a></li>
228           <li><a href="#int_va_copy">'<tt>llvm.va_copy</tt>'  Intrinsic</a></li>
229         </ol>
230       </li>
231       <li><a href="#int_gc">Accurate Garbage Collection Intrinsics</a>
232         <ol>
233           <li><a href="#int_gcroot">'<tt>llvm.gcroot</tt>' Intrinsic</a></li>
234           <li><a href="#int_gcread">'<tt>llvm.gcread</tt>' Intrinsic</a></li>
235           <li><a href="#int_gcwrite">'<tt>llvm.gcwrite</tt>' Intrinsic</a></li>
236         </ol>
237       </li>
238       <li><a href="#int_codegen">Code Generator Intrinsics</a>
239         <ol>
240           <li><a href="#int_returnaddress">'<tt>llvm.returnaddress</tt>' Intrinsic</a></li>
241           <li><a href="#int_frameaddress">'<tt>llvm.frameaddress</tt>'   Intrinsic</a></li>
242           <li><a href="#int_stacksave">'<tt>llvm.stacksave</tt>' Intrinsic</a></li>
243           <li><a href="#int_stackrestore">'<tt>llvm.stackrestore</tt>' Intrinsic</a></li>
244           <li><a href="#int_prefetch">'<tt>llvm.prefetch</tt>' Intrinsic</a></li>
245           <li><a href="#int_pcmarker">'<tt>llvm.pcmarker</tt>' Intrinsic</a></li>
246           <li><a href="#int_readcyclecounter">'<tt>llvm.readcyclecounter</tt>' Intrinsic</a></li>
247         </ol>
248       </li>
249       <li><a href="#int_libc">Standard C Library Intrinsics</a>
250         <ol>
251           <li><a href="#int_memcpy">'<tt>llvm.memcpy.*</tt>' Intrinsic</a></li>
252           <li><a href="#int_memmove">'<tt>llvm.memmove.*</tt>' Intrinsic</a></li>
253           <li><a href="#int_memset">'<tt>llvm.memset.*</tt>' Intrinsic</a></li>
254           <li><a href="#int_sqrt">'<tt>llvm.sqrt.*</tt>' Intrinsic</a></li>
255           <li><a href="#int_powi">'<tt>llvm.powi.*</tt>' Intrinsic</a></li>
256           <li><a href="#int_sin">'<tt>llvm.sin.*</tt>' Intrinsic</a></li>
257           <li><a href="#int_cos">'<tt>llvm.cos.*</tt>' Intrinsic</a></li>
258           <li><a href="#int_pow">'<tt>llvm.pow.*</tt>' Intrinsic</a></li>
259           <li><a href="#int_exp">'<tt>llvm.exp.*</tt>' Intrinsic</a></li>
260           <li><a href="#int_exp2">'<tt>llvm.exp2.*</tt>' Intrinsic</a></li>
261           <li><a href="#int_log">'<tt>llvm.log.*</tt>' Intrinsic</a></li>
262           <li><a href="#int_log10">'<tt>llvm.log10.*</tt>' Intrinsic</a></li>
263           <li><a href="#int_log2">'<tt>llvm.log2.*</tt>' Intrinsic</a></li>
264           <li><a href="#int_fma">'<tt>llvm.fma.*</tt>' Intrinsic</a></li>
265           <li><a href="#int_fabs">'<tt>llvm.fabs.*</tt>' Intrinsic</a></li>
266           <li><a href="#int_floor">'<tt>llvm.floor.*</tt>' Intrinsic</a></li>
267           <li><a href="#int_ceil">'<tt>llvm.ceil.*</tt>' Intrinsic</a></li>
268           <li><a href="#int_trunc">'<tt>llvm.trunc.*</tt>' Intrinsic</a></li>
269           <li><a href="#int_rint">'<tt>llvm.rint.*</tt>' Intrinsic</a></li>
270           <li><a href="#int_nearbyint">'<tt>llvm.nearbyint.*</tt>' Intrinsic</a></li>
271         </ol>
272       </li>
273       <li><a href="#int_manip">Bit Manipulation Intrinsics</a>
274         <ol>
275           <li><a href="#int_bswap">'<tt>llvm.bswap.*</tt>' Intrinsics</a></li>
276           <li><a href="#int_ctpop">'<tt>llvm.ctpop.*</tt>' Intrinsic </a></li>
277           <li><a href="#int_ctlz">'<tt>llvm.ctlz.*</tt>' Intrinsic </a></li>
278           <li><a href="#int_cttz">'<tt>llvm.cttz.*</tt>' Intrinsic </a></li>
279         </ol>
280       </li>
281       <li><a href="#int_overflow">Arithmetic with Overflow Intrinsics</a>
282         <ol>
283           <li><a href="#int_sadd_overflow">'<tt>llvm.sadd.with.overflow.*</tt> Intrinsics</a></li>
284           <li><a href="#int_uadd_overflow">'<tt>llvm.uadd.with.overflow.*</tt> Intrinsics</a></li>
285           <li><a href="#int_ssub_overflow">'<tt>llvm.ssub.with.overflow.*</tt> Intrinsics</a></li>
286           <li><a href="#int_usub_overflow">'<tt>llvm.usub.with.overflow.*</tt> Intrinsics</a></li>
287           <li><a href="#int_smul_overflow">'<tt>llvm.smul.with.overflow.*</tt> Intrinsics</a></li>
288           <li><a href="#int_umul_overflow">'<tt>llvm.umul.with.overflow.*</tt> Intrinsics</a></li>
289         </ol>
290       </li>
291       <li><a href="#spec_arithmetic">Specialised Arithmetic Intrinsics</a>
292         <ol>
293           <li><a href="#fmuladd">'<tt>llvm.fmuladd</tt> Intrinsic</a></li>
294         </ol>
295       </li>
296       <li><a href="#int_fp16">Half Precision Floating Point Intrinsics</a>
297         <ol>
298           <li><a href="#int_convert_to_fp16">'<tt>llvm.convert.to.fp16</tt>' Intrinsic</a></li>
299           <li><a href="#int_convert_from_fp16">'<tt>llvm.convert.from.fp16</tt>' Intrinsic</a></li>
300         </ol>
301       </li>
302       <li><a href="#int_debugger">Debugger intrinsics</a></li>
303       <li><a href="#int_eh">Exception Handling intrinsics</a></li>
304       <li><a href="#int_trampoline">Trampoline Intrinsics</a>
305         <ol>
306           <li><a href="#int_it">'<tt>llvm.init.trampoline</tt>' Intrinsic</a></li>
307           <li><a href="#int_at">'<tt>llvm.adjust.trampoline</tt>' Intrinsic</a></li>
308         </ol>
309       </li>
310       <li><a href="#int_memorymarkers">Memory Use Markers</a>
311         <ol>
312           <li><a href="#int_lifetime_start">'<tt>llvm.lifetime.start</tt>' Intrinsic</a></li>
313           <li><a href="#int_lifetime_end">'<tt>llvm.lifetime.end</tt>' Intrinsic</a></li>
314           <li><a href="#int_invariant_start">'<tt>llvm.invariant.start</tt>' Intrinsic</a></li>
315           <li><a href="#int_invariant_end">'<tt>llvm.invariant.end</tt>' Intrinsic</a></li>
316         </ol>
317       </li>
318       <li><a href="#int_general">General intrinsics</a>
319         <ol>
320           <li><a href="#int_var_annotation">
321             '<tt>llvm.var.annotation</tt>' Intrinsic</a></li>
322           <li><a href="#int_annotation">
323             '<tt>llvm.annotation.*</tt>' Intrinsic</a></li>
324           <li><a href="#int_trap">
325             '<tt>llvm.trap</tt>' Intrinsic</a></li>
326           <li><a href="#int_debugtrap">
327             '<tt>llvm.debugtrap</tt>' Intrinsic</a></li>
328           <li><a href="#int_stackprotector">
329             '<tt>llvm.stackprotector</tt>' Intrinsic</a></li>
330           <li><a href="#int_objectsize">
331             '<tt>llvm.objectsize</tt>' Intrinsic</a></li>
332           <li><a href="#int_expect">
333             '<tt>llvm.expect</tt>' Intrinsic</a></li>
334           <li><a href="#int_donothing">
335             '<tt>llvm.donothing</tt>' Intrinsic</a></li>
336         </ol>
337       </li>
338     </ol>
339   </li>
340 </ol>
341
342 <div class="doc_author">
343   <p>Written by <a href="mailto:sabre@nondot.org">Chris Lattner</a>
344             and <a href="mailto:vadve@cs.uiuc.edu">Vikram Adve</a></p>
345 </div>
346
347 <!-- *********************************************************************** -->
348 <h2><a name="abstract">Abstract</a></h2>
349 <!-- *********************************************************************** -->
350
351 <div>
352
353 <p>This document is a reference manual for the LLVM assembly language. LLVM is
354    a Static Single Assignment (SSA) based representation that provides type
355    safety, low-level operations, flexibility, and the capability of representing
356    'all' high-level languages cleanly.  It is the common code representation
357    used throughout all phases of the LLVM compilation strategy.</p>
358
359 </div>
360
361 <!-- *********************************************************************** -->
362 <h2><a name="introduction">Introduction</a></h2>
363 <!-- *********************************************************************** -->
364
365 <div>
366
367 <p>The LLVM code representation is designed to be used in three different forms:
368    as an in-memory compiler IR, as an on-disk bitcode representation (suitable
369    for fast loading by a Just-In-Time compiler), and as a human readable
370    assembly language representation.  This allows LLVM to provide a powerful
371    intermediate representation for efficient compiler transformations and
372    analysis, while providing a natural means to debug and visualize the
373    transformations.  The three different forms of LLVM are all equivalent.  This
374    document describes the human readable representation and notation.</p>
375
376 <p>The LLVM representation aims to be light-weight and low-level while being
377    expressive, typed, and extensible at the same time.  It aims to be a
378    "universal IR" of sorts, by being at a low enough level that high-level ideas
379    may be cleanly mapped to it (similar to how microprocessors are "universal
380    IR's", allowing many source languages to be mapped to them).  By providing
381    type information, LLVM can be used as the target of optimizations: for
382    example, through pointer analysis, it can be proven that a C automatic
383    variable is never accessed outside of the current function, allowing it to
384    be promoted to a simple SSA value instead of a memory location.</p>
385
386 <!-- _______________________________________________________________________ -->
387 <h4>
388   <a name="wellformed">Well-Formedness</a>
389 </h4>
390
391 <div>
392
393 <p>It is important to note that this document describes 'well formed' LLVM
394    assembly language.  There is a difference between what the parser accepts and
395    what is considered 'well formed'.  For example, the following instruction is
396    syntactically okay, but not well formed:</p>
397
398 <pre class="doc_code">
399 %x = <a href="#i_add">add</a> i32 1, %x
400 </pre>
401
402 <p>because the definition of <tt>%x</tt> does not dominate all of its uses. The
403    LLVM infrastructure provides a verification pass that may be used to verify
404    that an LLVM module is well formed.  This pass is automatically run by the
405    parser after parsing input assembly and by the optimizer before it outputs
406    bitcode.  The violations pointed out by the verifier pass indicate bugs in
407    transformation passes or input to the parser.</p>
408
409 </div>
410
411 </div>
412
413 <!-- Describe the typesetting conventions here. -->
414
415 <!-- *********************************************************************** -->
416 <h2><a name="identifiers">Identifiers</a></h2>
417 <!-- *********************************************************************** -->
418
419 <div>
420
421 <p>LLVM identifiers come in two basic types: global and local. Global
422    identifiers (functions, global variables) begin with the <tt>'@'</tt>
423    character. Local identifiers (register names, types) begin with
424    the <tt>'%'</tt> character. Additionally, there are three different formats
425    for identifiers, for different purposes:</p>
426
427 <ol>
428   <li>Named values are represented as a string of characters with their prefix.
429       For example, <tt>%foo</tt>, <tt>@DivisionByZero</tt>,
430       <tt>%a.really.long.identifier</tt>. The actual regular expression used is
431       '<tt>[%@][a-zA-Z$._][a-zA-Z$._0-9]*</tt>'.  Identifiers which require
432       other characters in their names can be surrounded with quotes. Special
433       characters may be escaped using <tt>"\xx"</tt> where <tt>xx</tt> is the
434       ASCII code for the character in hexadecimal.  In this way, any character
435       can be used in a name value, even quotes themselves.</li>
436
437   <li>Unnamed values are represented as an unsigned numeric value with their
438       prefix.  For example, <tt>%12</tt>, <tt>@2</tt>, <tt>%44</tt>.</li>
439
440   <li>Constants, which are described in a <a href="#constants">section about
441       constants</a>, below.</li>
442 </ol>
443
444 <p>LLVM requires that values start with a prefix for two reasons: Compilers
445    don't need to worry about name clashes with reserved words, and the set of
446    reserved words may be expanded in the future without penalty.  Additionally,
447    unnamed identifiers allow a compiler to quickly come up with a temporary
448    variable without having to avoid symbol table conflicts.</p>
449
450 <p>Reserved words in LLVM are very similar to reserved words in other
451    languages. There are keywords for different opcodes
452    ('<tt><a href="#i_add">add</a></tt>',
453    '<tt><a href="#i_bitcast">bitcast</a></tt>',
454    '<tt><a href="#i_ret">ret</a></tt>', etc...), for primitive type names
455    ('<tt><a href="#t_void">void</a></tt>',
456    '<tt><a href="#t_primitive">i32</a></tt>', etc...), and others.  These
457    reserved words cannot conflict with variable names, because none of them
458    start with a prefix character (<tt>'%'</tt> or <tt>'@'</tt>).</p>
459
460 <p>Here is an example of LLVM code to multiply the integer variable
461    '<tt>%X</tt>' by 8:</p>
462
463 <p>The easy way:</p>
464
465 <pre class="doc_code">
466 %result = <a href="#i_mul">mul</a> i32 %X, 8
467 </pre>
468
469 <p>After strength reduction:</p>
470
471 <pre class="doc_code">
472 %result = <a href="#i_shl">shl</a> i32 %X, i8 3
473 </pre>
474
475 <p>And the hard way:</p>
476
477 <pre class="doc_code">
478 %0 = <a href="#i_add">add</a> i32 %X, %X           <i>; yields {i32}:%0</i>
479 %1 = <a href="#i_add">add</a> i32 %0, %0           <i>; yields {i32}:%1</i>
480 %result = <a href="#i_add">add</a> i32 %1, %1
481 </pre>
482
483 <p>This last way of multiplying <tt>%X</tt> by 8 illustrates several important
484    lexical features of LLVM:</p>
485
486 <ol>
487   <li>Comments are delimited with a '<tt>;</tt>' and go until the end of
488       line.</li>
489
490   <li>Unnamed temporaries are created when the result of a computation is not
491       assigned to a named value.</li>
492
493   <li>Unnamed temporaries are numbered sequentially</li>
494 </ol>
495
496 <p>It also shows a convention that we follow in this document.  When
497    demonstrating instructions, we will follow an instruction with a comment that
498    defines the type and name of value produced.  Comments are shown in italic
499    text.</p>
500
501 </div>
502
503 <!-- *********************************************************************** -->
504 <h2><a name="highlevel">High Level Structure</a></h2>
505 <!-- *********************************************************************** -->
506 <div>
507 <!-- ======================================================================= -->
508 <h3>
509   <a name="modulestructure">Module Structure</a>
510 </h3>
511
512 <div>
513
514 <p>LLVM programs are composed of <tt>Module</tt>s, each of which is a
515    translation unit of the input programs.  Each module consists of functions,
516    global variables, and symbol table entries.  Modules may be combined together
517    with the LLVM linker, which merges function (and global variable)
518    definitions, resolves forward declarations, and merges symbol table
519    entries. Here is an example of the "hello world" module:</p>
520
521 <pre class="doc_code">
522 <i>; Declare the string constant as a global constant.</i>&nbsp;
523 <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;
524
525 <i>; External declaration of the puts function</i>&nbsp;
526 <a href="#functionstructure">declare</a> i32 @puts(i8* <a href="#nocapture">nocapture</a>) <a href="#fnattrs">nounwind</a>&nbsp;
527
528 <i>; Definition of main function</i>
529 define i32 @main() {   <i>; i32()* </i>&nbsp;
530   <i>; Convert [13 x i8]* to i8  *...</i>&nbsp;
531   %cast210 = <a href="#i_getelementptr">getelementptr</a> [13 x i8]* @.str, i64 0, i64 0
532
533   <i>; Call puts function to write out the string to stdout.</i>&nbsp;
534   <a href="#i_call">call</a> i32 @puts(i8* %cast210)
535   <a href="#i_ret">ret</a> i32 0&nbsp;
536 }
537
538 <i>; Named metadata</i>
539 !1 = metadata !{i32 42}
540 !foo = !{!1, null}
541 </pre>
542
543 <p>This example is made up of a <a href="#globalvars">global variable</a> named
544    "<tt>.str</tt>", an external declaration of the "<tt>puts</tt>" function,
545    a <a href="#functionstructure">function definition</a> for
546    "<tt>main</tt>" and <a href="#namedmetadatastructure">named metadata</a>
547    "<tt>foo</tt>".</p>
548
549 <p>In general, a module is made up of a list of global values (where both
550    functions and global variables are global values). Global values are
551    represented by a pointer to a memory location (in this case, a pointer to an
552    array of char, and a pointer to a function), and have one of the
553    following <a href="#linkage">linkage types</a>.</p>
554
555 </div>
556
557 <!-- ======================================================================= -->
558 <h3>
559   <a name="linkage">Linkage Types</a>
560 </h3>
561
562 <div>
563
564 <p>All Global Variables and Functions have one of the following types of
565    linkage:</p>
566
567 <dl>
568   <dt><tt><b><a name="linkage_private">private</a></b></tt></dt>
569   <dd>Global values with "<tt>private</tt>" linkage are only directly accessible
570       by objects in the current module. In particular, linking code into a
571       module with an private global value may cause the private to be renamed as
572       necessary to avoid collisions.  Because the symbol is private to the
573       module, all references can be updated. This doesn't show up in any symbol
574       table in the object file.</dd>
575
576   <dt><tt><b><a name="linkage_linker_private">linker_private</a></b></tt></dt>
577   <dd>Similar to <tt>private</tt>, but the symbol is passed through the
578       assembler and evaluated by the linker. Unlike normal strong symbols, they
579       are removed by the linker from the final linked image (executable or
580       dynamic library).</dd>
581
582   <dt><tt><b><a name="linkage_linker_private_weak">linker_private_weak</a></b></tt></dt>
583   <dd>Similar to "<tt>linker_private</tt>", but the symbol is weak. Note that
584       <tt>linker_private_weak</tt> symbols are subject to coalescing by the
585       linker. The symbols are removed by the linker from the final linked image
586       (executable or dynamic library).</dd>
587
588   <dt><tt><b><a name="linkage_internal">internal</a></b></tt></dt>
589   <dd>Similar to private, but the value shows as a local symbol
590       (<tt>STB_LOCAL</tt> in the case of ELF) in the object file. This
591       corresponds to the notion of the '<tt>static</tt>' keyword in C.</dd>
592
593   <dt><tt><b><a name="linkage_available_externally">available_externally</a></b></tt></dt>
594   <dd>Globals with "<tt>available_externally</tt>" linkage are never emitted
595       into the object file corresponding to the LLVM module.  They exist to
596       allow inlining and other optimizations to take place given knowledge of
597       the definition of the global, which is known to be somewhere outside the
598       module.  Globals with <tt>available_externally</tt> linkage are allowed to
599       be discarded at will, and are otherwise the same as <tt>linkonce_odr</tt>.
600       This linkage type is only allowed on definitions, not declarations.</dd>
601
602   <dt><tt><b><a name="linkage_linkonce">linkonce</a></b></tt></dt>
603   <dd>Globals with "<tt>linkonce</tt>" linkage are merged with other globals of
604       the same name when linkage occurs.  This can be used to implement
605       some forms of inline functions, templates, or other code which must be
606       generated in each translation unit that uses it, but where the body may
607       be overridden with a more definitive definition later.  Unreferenced
608       <tt>linkonce</tt> globals are allowed to be discarded.  Note that
609       <tt>linkonce</tt> linkage does not actually allow the optimizer to
610       inline the body of this function into callers because it doesn't know if
611       this definition of the function is the definitive definition within the
612       program or whether it will be overridden by a stronger definition.
613       To enable inlining and other optimizations, use "<tt>linkonce_odr</tt>"
614       linkage.</dd>
615
616   <dt><tt><b><a name="linkage_weak">weak</a></b></tt></dt>
617   <dd>"<tt>weak</tt>" linkage has the same merging semantics as
618       <tt>linkonce</tt> linkage, except that unreferenced globals with
619       <tt>weak</tt> linkage may not be discarded.  This is used for globals that
620       are declared "weak" in C source code.</dd>
621
622   <dt><tt><b><a name="linkage_common">common</a></b></tt></dt>
623   <dd>"<tt>common</tt>" linkage is most similar to "<tt>weak</tt>" linkage, but
624       they are used for tentative definitions in C, such as "<tt>int X;</tt>" at
625       global scope.
626       Symbols with "<tt>common</tt>" linkage are merged in the same way as
627       <tt>weak symbols</tt>, and they may not be deleted if unreferenced.
628       <tt>common</tt> symbols may not have an explicit section,
629       must have a zero initializer, and may not be marked '<a
630       href="#globalvars"><tt>constant</tt></a>'.  Functions and aliases may not
631       have common linkage.</dd>
632
633
634   <dt><tt><b><a name="linkage_appending">appending</a></b></tt></dt>
635   <dd>"<tt>appending</tt>" linkage may only be applied to global variables of
636       pointer to array type.  When two global variables with appending linkage
637       are linked together, the two global arrays are appended together.  This is
638       the LLVM, typesafe, equivalent of having the system linker append together
639       "sections" with identical names when .o files are linked.</dd>
640
641   <dt><tt><b><a name="linkage_externweak">extern_weak</a></b></tt></dt>
642   <dd>The semantics of this linkage follow the ELF object file model: the symbol
643       is weak until linked, if not linked, the symbol becomes null instead of
644       being an undefined reference.</dd>
645
646   <dt><tt><b><a name="linkage_linkonce_odr">linkonce_odr</a></b></tt></dt>
647   <dt><tt><b><a name="linkage_weak_odr">weak_odr</a></b></tt></dt>
648   <dd>Some languages allow differing globals to be merged, such as two functions
649       with different semantics.  Other languages, such as <tt>C++</tt>, ensure
650       that only equivalent globals are ever merged (the "one definition rule"
651       &mdash; "ODR").  Such languages can use the <tt>linkonce_odr</tt>
652       and <tt>weak_odr</tt> linkage types to indicate that the global will only
653       be merged with equivalent globals.  These linkage types are otherwise the
654       same as their non-<tt>odr</tt> versions.</dd>
655
656   <dt><tt><b><a name="linkage_linkonce_odr_auto_hide">linkonce_odr_auto_hide</a></b></tt></dt>
657   <dd>Similar to "<tt>linkonce_odr</tt>", but nothing in the translation unit
658       takes the address of this definition. For instance, functions that had an
659       inline definition, but the compiler decided not to inline it.
660       <tt>linkonce_odr_auto_hide</tt> may have only <tt>default</tt> visibility.
661       The symbols are removed by the linker from the final linked image
662       (executable or dynamic library).</dd>
663
664   <dt><tt><b><a name="linkage_external">external</a></b></tt></dt>
665   <dd>If none of the above identifiers are used, the global is externally
666       visible, meaning that it participates in linkage and can be used to
667       resolve external symbol references.</dd>
668 </dl>
669
670 <p>The next two types of linkage are targeted for Microsoft Windows platform
671    only. They are designed to support importing (exporting) symbols from (to)
672    DLLs (Dynamic Link Libraries).</p>
673
674 <dl>
675   <dt><tt><b><a name="linkage_dllimport">dllimport</a></b></tt></dt>
676   <dd>"<tt>dllimport</tt>" linkage causes the compiler to reference a function
677       or variable via a global pointer to a pointer that is set up by the DLL
678       exporting the symbol. On Microsoft Windows targets, the pointer name is
679       formed by combining <code>__imp_</code> and the function or variable
680       name.</dd>
681
682   <dt><tt><b><a name="linkage_dllexport">dllexport</a></b></tt></dt>
683   <dd>"<tt>dllexport</tt>" linkage causes the compiler to provide a global
684       pointer to a pointer in a DLL, so that it can be referenced with the
685       <tt>dllimport</tt> attribute. On Microsoft Windows targets, the pointer
686       name is formed by combining <code>__imp_</code> and the function or
687       variable name.</dd>
688 </dl>
689
690 <p>For example, since the "<tt>.LC0</tt>" variable is defined to be internal, if
691    another module defined a "<tt>.LC0</tt>" variable and was linked with this
692    one, one of the two would be renamed, preventing a collision.  Since
693    "<tt>main</tt>" and "<tt>puts</tt>" are external (i.e., lacking any linkage
694    declarations), they are accessible outside of the current module.</p>
695
696 <p>It is illegal for a function <i>declaration</i> to have any linkage type
697    other than <tt>external</tt>, <tt>dllimport</tt>
698   or <tt>extern_weak</tt>.</p>
699
700 <p>Aliases can have only <tt>external</tt>, <tt>internal</tt>, <tt>weak</tt>
701    or <tt>weak_odr</tt> linkages.</p>
702
703 </div>
704
705 <!-- ======================================================================= -->
706 <h3>
707   <a name="callingconv">Calling Conventions</a>
708 </h3>
709
710 <div>
711
712 <p>LLVM <a href="#functionstructure">functions</a>, <a href="#i_call">calls</a>
713    and <a href="#i_invoke">invokes</a> can all have an optional calling
714    convention specified for the call.  The calling convention of any pair of
715    dynamic caller/callee must match, or the behavior of the program is
716    undefined.  The following calling conventions are supported by LLVM, and more
717    may be added in the future:</p>
718
719 <dl>
720   <dt><b>"<tt>ccc</tt>" - The C calling convention</b>:</dt>
721   <dd>This calling convention (the default if no other calling convention is
722       specified) matches the target C calling conventions.  This calling
723       convention supports varargs function calls and tolerates some mismatch in
724       the declared prototype and implemented declaration of the function (as
725       does normal C).</dd>
726
727   <dt><b>"<tt>fastcc</tt>" - The fast calling convention</b>:</dt>
728   <dd>This calling convention attempts to make calls as fast as possible
729       (e.g. by passing things in registers).  This calling convention allows the
730       target to use whatever tricks it wants to produce fast code for the
731       target, without having to conform to an externally specified ABI
732       (Application Binary Interface).
733       <a href="CodeGenerator.html#id80">Tail calls can only be optimized
734       when this, the GHC or the HiPE convention is used.</a> This calling
735       convention does not support varargs and requires the prototype of all
736       callees to exactly match the prototype of the function definition.</dd>
737
738   <dt><b>"<tt>coldcc</tt>" - The cold calling convention</b>:</dt>
739   <dd>This calling convention attempts to make code in the caller as efficient
740       as possible under the assumption that the call is not commonly executed.
741       As such, these calls often preserve all registers so that the call does
742       not break any live ranges in the caller side.  This calling convention
743       does not support varargs and requires the prototype of all callees to
744       exactly match the prototype of the function definition.</dd>
745
746   <dt><b>"<tt>cc <em>10</em></tt>" - GHC convention</b>:</dt>
747   <dd>This calling convention has been implemented specifically for use by the
748       <a href="http://www.haskell.org/ghc">Glasgow Haskell Compiler (GHC)</a>.
749       It passes everything in registers, going to extremes to achieve this by
750       disabling callee save registers. This calling convention should not be
751       used lightly but only for specific situations such as an alternative to
752       the <em>register pinning</em> performance technique often used when
753       implementing functional programming languages. At the moment only X86
754       supports this convention and it has the following limitations:
755       <ul>
756         <li>On <em>X86-32</em> only supports up to 4 bit type parameters. No
757             floating point types are supported.</li>
758         <li>On <em>X86-64</em> only supports up to 10 bit type parameters and
759             6 floating point parameters.</li>
760       </ul>
761       This calling convention supports
762       <a href="CodeGenerator.html#id80">tail call optimization</a> but
763       requires both the caller and callee are using it.
764   </dd>
765
766   <dt><b>"<tt>cc <em>11</em></tt>" - The HiPE calling convention</b>:</dt>
767   <dd>This calling convention has been implemented specifically for use by the
768       <a href="http://www.it.uu.se/research/group/hipe/">High-Performance Erlang
769       (HiPE)</a> compiler, <em>the</em> native code compiler of the
770       <a href="http://www.erlang.org/download.shtml">Ericsson's Open Source
771       Erlang/OTP system</a>. It uses more registers for argument passing than
772       the ordinary C calling convention and defines no callee-saved registers.
773       The calling convention properly supports
774       <a href="CodeGenerator.html#id80">tail call optimization</a> but requires
775       that both the caller and the callee use it. It uses a <em>register
776       pinning</em> mechanism, similar to GHC's convention, for keeping
777       frequently accessed runtime components pinned to specific hardware
778       registers. At the moment only X86 supports this convention (both 32 and 64
779       bit).</dd>
780
781   <dt><b>"<tt>cc &lt;<em>n</em>&gt;</tt>" - Numbered convention</b>:</dt>
782   <dd>Any calling convention may be specified by number, allowing
783       target-specific calling conventions to be used.  Target specific calling
784       conventions start at 64.</dd>
785 </dl>
786
787 <p>More calling conventions can be added/defined on an as-needed basis, to
788    support Pascal conventions or any other well-known target-independent
789    convention.</p>
790
791 </div>
792
793 <!-- ======================================================================= -->
794 <h3>
795   <a name="visibility">Visibility Styles</a>
796 </h3>
797
798 <div>
799
800 <p>All Global Variables and Functions have one of the following visibility
801    styles:</p>
802
803 <dl>
804   <dt><b>"<tt>default</tt>" - Default style</b>:</dt>
805   <dd>On targets that use the ELF object file format, default visibility means
806       that the declaration is visible to other modules and, in shared libraries,
807       means that the declared entity may be overridden. On Darwin, default
808       visibility means that the declaration is visible to other modules. Default
809       visibility corresponds to "external linkage" in the language.</dd>
810
811   <dt><b>"<tt>hidden</tt>" - Hidden style</b>:</dt>
812   <dd>Two declarations of an object with hidden visibility refer to the same
813       object if they are in the same shared object. Usually, hidden visibility
814       indicates that the symbol will not be placed into the dynamic symbol
815       table, so no other module (executable or shared library) can reference it
816       directly.</dd>
817
818   <dt><b>"<tt>protected</tt>" - Protected style</b>:</dt>
819   <dd>On ELF, protected visibility indicates that the symbol will be placed in
820       the dynamic symbol table, but that references within the defining module
821       will bind to the local symbol. That is, the symbol cannot be overridden by
822       another module.</dd>
823 </dl>
824
825 </div>
826
827 <!-- ======================================================================= -->
828 <h3>
829   <a name="namedtypes">Named Types</a>
830 </h3>
831
832 <div>
833
834 <p>LLVM IR allows you to specify name aliases for certain types.  This can make
835    it easier to read the IR and make the IR more condensed (particularly when
836    recursive types are involved).  An example of a name specification is:</p>
837
838 <pre class="doc_code">
839 %mytype = type { %mytype*, i32 }
840 </pre>
841
842 <p>You may give a name to any <a href="#typesystem">type</a> except
843    "<a href="#t_void">void</a>".  Type name aliases may be used anywhere a type
844    is expected with the syntax "%mytype".</p>
845
846 <p>Note that type names are aliases for the structural type that they indicate,
847    and that you can therefore specify multiple names for the same type.  This
848    often leads to confusing behavior when dumping out a .ll file.  Since LLVM IR
849    uses structural typing, the name is not part of the type.  When printing out
850    LLVM IR, the printer will pick <em>one name</em> to render all types of a
851    particular shape.  This means that if you have code where two different
852    source types end up having the same LLVM type, that the dumper will sometimes
853    print the "wrong" or unexpected type.  This is an important design point and
854    isn't going to change.</p>
855
856 </div>
857
858 <!-- ======================================================================= -->
859 <h3>
860   <a name="globalvars">Global Variables</a>
861 </h3>
862
863 <div>
864
865 <p>Global variables define regions of memory allocated at compilation time
866    instead of run-time.  Global variables may optionally be initialized, may
867    have an explicit section to be placed in, and may have an optional explicit
868    alignment specified.</p>
869
870 <p>A variable may be defined as <tt>thread_local</tt>, which
871    means that it will not be shared by threads (each thread will have a
872    separated copy of the variable).  Not all targets support thread-local
873    variables.  Optionally, a TLS model may be specified:</p>
874
875 <dl>
876   <dt><b><tt>localdynamic</tt></b>:</dt>
877   <dd>For variables that are only used within the current shared library.</dd>
878
879   <dt><b><tt>initialexec</tt></b>:</dt>
880   <dd>For variables in modules that will not be loaded dynamically.</dd>
881
882   <dt><b><tt>localexec</tt></b>:</dt>
883   <dd>For variables defined in the executable and only used within it.</dd>
884 </dl>
885
886 <p>The models correspond to the ELF TLS models; see
887    <a href="http://people.redhat.com/drepper/tls.pdf">ELF
888    Handling For Thread-Local Storage</a> for more information on under which
889    circumstances the different models may be used.  The target may choose a
890    different TLS model if the specified model is not supported, or if a better
891    choice of model can be made.</p>
892
893 <p>A variable may be defined as a global
894    "constant," which indicates that the contents of the variable
895    will <b>never</b> be modified (enabling better optimization, allowing the
896    global data to be placed in the read-only section of an executable, etc).
897    Note that variables that need runtime initialization cannot be marked
898    "constant" as there is a store to the variable.</p>
899
900 <p>LLVM explicitly allows <em>declarations</em> of global variables to be marked
901    constant, even if the final definition of the global is not.  This capability
902    can be used to enable slightly better optimization of the program, but
903    requires the language definition to guarantee that optimizations based on the
904    'constantness' are valid for the translation units that do not include the
905    definition.</p>
906
907 <p>As SSA values, global variables define pointer values that are in scope
908    (i.e. they dominate) all basic blocks in the program.  Global variables
909    always define a pointer to their "content" type because they describe a
910    region of memory, and all memory objects in LLVM are accessed through
911    pointers.</p>
912
913 <p>Global variables can be marked with <tt>unnamed_addr</tt> which indicates
914   that the address is not significant, only the content. Constants marked
915   like this can be merged with other constants if they have the same
916   initializer. Note that a constant with significant address <em>can</em>
917   be merged with a <tt>unnamed_addr</tt> constant, the result being a
918   constant whose address is significant.</p>
919
920 <p>A global variable may be declared to reside in a target-specific numbered
921    address space. For targets that support them, address spaces may affect how
922    optimizations are performed and/or what target instructions are used to
923    access the variable. The default address space is zero. The address space
924    qualifier must precede any other attributes.</p>
925
926 <p>LLVM allows an explicit section to be specified for globals.  If the target
927    supports it, it will emit globals to the section specified.</p>
928
929 <p>An explicit alignment may be specified for a global, which must be a power
930    of 2.  If not present, or if the alignment is set to zero, the alignment of
931    the global is set by the target to whatever it feels convenient.  If an
932    explicit alignment is specified, the global is forced to have exactly that
933    alignment.  Targets and optimizers are not allowed to over-align the global
934    if the global has an assigned section.  In this case, the extra alignment
935    could be observable: for example, code could assume that the globals are
936    densely packed in their section and try to iterate over them as an array,
937    alignment padding would break this iteration.</p>
938
939 <p>For example, the following defines a global in a numbered address space with
940    an initializer, section, and alignment:</p>
941
942 <pre class="doc_code">
943 @G = addrspace(5) constant float 1.0, section "foo", align 4
944 </pre>
945
946 <p>The following example defines a thread-local global with
947    the <tt>initialexec</tt> TLS model:</p>
948
949 <pre class="doc_code">
950 @G = thread_local(initialexec) global i32 0, align 4
951 </pre>
952
953 </div>
954
955
956 <!-- ======================================================================= -->
957 <h3>
958   <a name="functionstructure">Functions</a>
959 </h3>
960
961 <div>
962
963 <p>LLVM function definitions consist of the "<tt>define</tt>" keyword, an
964    optional <a href="#linkage">linkage type</a>, an optional
965    <a href="#visibility">visibility style</a>, an optional
966    <a href="#callingconv">calling convention</a>,
967    an optional <tt>unnamed_addr</tt> attribute, a return type, an optional
968    <a href="#paramattrs">parameter attribute</a> for the return type, a function
969    name, a (possibly empty) argument list (each with optional
970    <a href="#paramattrs">parameter attributes</a>), optional
971    <a href="#fnattrs">function attributes</a>, an optional section, an optional
972    alignment, an optional <a href="#gc">garbage collector name</a>, an opening
973    curly brace, a list of basic blocks, and a closing curly brace.</p>
974
975 <p>LLVM function declarations consist of the "<tt>declare</tt>" keyword, an
976    optional <a href="#linkage">linkage type</a>, an optional
977    <a href="#visibility">visibility style</a>, an optional
978    <a href="#callingconv">calling convention</a>,
979    an optional <tt>unnamed_addr</tt> attribute, a return type, an optional
980    <a href="#paramattrs">parameter attribute</a> for the return type, a function
981    name, a possibly empty list of arguments, an optional alignment, and an
982    optional <a href="#gc">garbage collector name</a>.</p>
983
984 <p>A function definition contains a list of basic blocks, forming the CFG
985    (Control Flow Graph) for the function.  Each basic block may optionally start
986    with a label (giving the basic block a symbol table entry), contains a list
987    of instructions, and ends with a <a href="#terminators">terminator</a>
988    instruction (such as a branch or function return).</p>
989
990 <p>The first basic block in a function is special in two ways: it is immediately
991    executed on entrance to the function, and it is not allowed to have
992    predecessor basic blocks (i.e. there can not be any branches to the entry
993    block of a function).  Because the block can have no predecessors, it also
994    cannot have any <a href="#i_phi">PHI nodes</a>.</p>
995
996 <p>LLVM allows an explicit section to be specified for functions.  If the target
997    supports it, it will emit functions to the section specified.</p>
998
999 <p>An explicit alignment may be specified for a function.  If not present, or if
1000    the alignment is set to zero, the alignment of the function is set by the
1001    target to whatever it feels convenient.  If an explicit alignment is
1002    specified, the function is forced to have at least that much alignment.  All
1003    alignments must be a power of 2.</p>
1004
1005 <p>If the <tt>unnamed_addr</tt> attribute is given, the address is know to not
1006    be significant and two identical functions can be merged.</p>
1007
1008 <h5>Syntax:</h5>
1009 <pre class="doc_code">
1010 define [<a href="#linkage">linkage</a>] [<a href="#visibility">visibility</a>]
1011        [<a href="#callingconv">cconv</a>] [<a href="#paramattrs">ret attrs</a>]
1012        &lt;ResultType&gt; @&lt;FunctionName&gt; ([argument list])
1013        [<a href="#fnattrs">fn Attrs</a>] [section "name"] [align N]
1014        [<a href="#gc">gc</a>] { ... }
1015 </pre>
1016
1017 </div>
1018
1019 <!-- ======================================================================= -->
1020 <h3>
1021   <a name="aliasstructure">Aliases</a>
1022 </h3>
1023
1024 <div>
1025
1026 <p>Aliases act as "second name" for the aliasee value (which can be either
1027    function, global variable, another alias or bitcast of global value). Aliases
1028    may have an optional <a href="#linkage">linkage type</a>, and an
1029    optional <a href="#visibility">visibility style</a>.</p>
1030
1031 <h5>Syntax:</h5>
1032 <pre class="doc_code">
1033 @&lt;Name&gt; = alias [Linkage] [Visibility] &lt;AliaseeTy&gt; @&lt;Aliasee&gt;
1034 </pre>
1035
1036 </div>
1037
1038 <!-- ======================================================================= -->
1039 <h3>
1040   <a name="namedmetadatastructure">Named Metadata</a>
1041 </h3>
1042
1043 <div>
1044
1045 <p>Named metadata is a collection of metadata. <a href="#metadata">Metadata
1046    nodes</a> (but not metadata strings) are the only valid operands for
1047    a named metadata.</p>
1048
1049 <h5>Syntax:</h5>
1050 <pre class="doc_code">
1051 ; Some unnamed metadata nodes, which are referenced by the named metadata.
1052 !0 = metadata !{metadata !"zero"}
1053 !1 = metadata !{metadata !"one"}
1054 !2 = metadata !{metadata !"two"}
1055 ; A named metadata.
1056 !name = !{!0, !1, !2}
1057 </pre>
1058
1059 </div>
1060
1061 <!-- ======================================================================= -->
1062 <h3>
1063   <a name="paramattrs">Parameter Attributes</a>
1064 </h3>
1065
1066 <div>
1067
1068 <p>The return type and each parameter of a function type may have a set of
1069    <i>parameter attributes</i> associated with them. Parameter attributes are
1070    used to communicate additional information about the result or parameters of
1071    a function. Parameter attributes are considered to be part of the function,
1072    not of the function type, so functions with different parameter attributes
1073    can have the same function type.</p>
1074
1075 <p>Parameter attributes are simple keywords that follow the type specified. If
1076    multiple parameter attributes are needed, they are space separated. For
1077    example:</p>
1078
1079 <pre class="doc_code">
1080 declare i32 @printf(i8* noalias nocapture, ...)
1081 declare i32 @atoi(i8 zeroext)
1082 declare signext i8 @returns_signed_char()
1083 </pre>
1084
1085 <p>Note that any attributes for the function result (<tt>nounwind</tt>,
1086    <tt>readonly</tt>) come immediately after the argument list.</p>
1087
1088 <p>Currently, only the following parameter attributes are defined:</p>
1089
1090 <dl>
1091   <dt><tt><b>zeroext</b></tt></dt>
1092   <dd>This indicates to the code generator that the parameter or return value
1093       should be zero-extended to the extent required by the target's ABI (which
1094       is usually 32-bits, but is 8-bits for a i1 on x86-64) by the caller (for a
1095       parameter) or the callee (for a return value).</dd>
1096
1097   <dt><tt><b>signext</b></tt></dt>
1098   <dd>This indicates to the code generator that the parameter or return value
1099       should be sign-extended to the extent required by the target's ABI (which
1100       is usually 32-bits) by the caller (for a parameter) or the callee (for a
1101       return value).</dd>
1102
1103   <dt><tt><b>inreg</b></tt></dt>
1104   <dd>This indicates that this parameter or return value should be treated in a
1105       special target-dependent fashion during while emitting code for a function
1106       call or return (usually, by putting it in a register as opposed to memory,
1107       though some targets use it to distinguish between two different kinds of
1108       registers).  Use of this attribute is target-specific.</dd>
1109
1110   <dt><tt><b><a name="byval">byval</a></b></tt></dt>
1111   <dd><p>This indicates that the pointer parameter should really be passed by
1112       value to the function.  The attribute implies that a hidden copy of the
1113       pointee
1114       is made between the caller and the callee, so the callee is unable to
1115       modify the value in the caller.  This attribute is only valid on LLVM
1116       pointer arguments.  It is generally used to pass structs and arrays by
1117       value, but is also valid on pointers to scalars.  The copy is considered
1118       to belong to the caller not the callee (for example,
1119       <tt><a href="#readonly">readonly</a></tt> functions should not write to
1120       <tt>byval</tt> parameters). This is not a valid attribute for return
1121       values.</p>
1122
1123       <p>The byval attribute also supports specifying an alignment with
1124       the align attribute.  It indicates the alignment of the stack slot to
1125       form and the known alignment of the pointer specified to the call site. If
1126       the alignment is not specified, then the code generator makes a
1127       target-specific assumption.</p></dd>
1128
1129   <dt><tt><b><a name="sret">sret</a></b></tt></dt>
1130   <dd>This indicates that the pointer parameter specifies the address of a
1131       structure that is the return value of the function in the source program.
1132       This pointer must be guaranteed by the caller to be valid: loads and
1133       stores to the structure may be assumed by the callee to not to trap and
1134       to be properly aligned.  This may only be applied to the first parameter.
1135       This is not a valid attribute for return values. </dd>
1136
1137   <dt><tt><b><a name="noalias">noalias</a></b></tt></dt>
1138   <dd>This indicates that pointer values
1139       <a href="#pointeraliasing"><i>based</i></a> on the argument or return
1140       value do not alias pointer values which are not <i>based</i> on it,
1141       ignoring certain "irrelevant" dependencies.
1142       For a call to the parent function, dependencies between memory
1143       references from before or after the call and from those during the call
1144       are "irrelevant" to the <tt>noalias</tt> keyword for the arguments and
1145       return value used in that call.
1146       The caller shares the responsibility with the callee for ensuring that
1147       these requirements are met.
1148       For further details, please see the discussion of the NoAlias response in
1149       <a href="AliasAnalysis.html#MustMayNo">alias analysis</a>.<br>
1150 <br>
1151       Note that this definition of <tt>noalias</tt> is intentionally
1152       similar to the definition of <tt>restrict</tt> in C99 for function
1153       arguments, though it is slightly weaker.
1154 <br>
1155       For function return values, C99's <tt>restrict</tt> is not meaningful,
1156       while LLVM's <tt>noalias</tt> is.
1157       </dd>
1158
1159   <dt><tt><b><a name="nocapture">nocapture</a></b></tt></dt>
1160   <dd>This indicates that the callee does not make any copies of the pointer
1161       that outlive the callee itself. This is not a valid attribute for return
1162       values.</dd>
1163
1164   <dt><tt><b><a name="nest">nest</a></b></tt></dt>
1165   <dd>This indicates that the pointer parameter can be excised using the
1166       <a href="#int_trampoline">trampoline intrinsics</a>. This is not a valid
1167       attribute for return values.</dd>
1168 </dl>
1169
1170 </div>
1171
1172 <!-- ======================================================================= -->
1173 <h3>
1174   <a name="gc">Garbage Collector Names</a>
1175 </h3>
1176
1177 <div>
1178
1179 <p>Each function may specify a garbage collector name, which is simply a
1180    string:</p>
1181
1182 <pre class="doc_code">
1183 define void @f() gc "name" { ... }
1184 </pre>
1185
1186 <p>The compiler declares the supported values of <i>name</i>. Specifying a
1187    collector which will cause the compiler to alter its output in order to
1188    support the named garbage collection algorithm.</p>
1189
1190 </div>
1191
1192 <!-- ======================================================================= -->
1193 <h3>
1194   <a name="fnattrs">Function Attributes</a>
1195 </h3>
1196
1197 <div>
1198
1199 <p>Function attributes are set to communicate additional information about a
1200    function. Function attributes are considered to be part of the function, not
1201    of the function type, so functions with different function attributes can
1202    have the same function type.</p>
1203
1204 <p>Function attributes are simple keywords that follow the type specified. If
1205    multiple attributes are needed, they are space separated. For example:</p>
1206
1207 <pre class="doc_code">
1208 define void @f() noinline { ... }
1209 define void @f() alwaysinline { ... }
1210 define void @f() alwaysinline optsize { ... }
1211 define void @f() optsize { ... }
1212 </pre>
1213
1214 <dl>
1215   <dt><tt><b>address_safety</b></tt></dt>
1216   <dd>This attribute indicates that the address safety analysis
1217   is enabled for this function.  </dd>
1218
1219   <dt><tt><b>alignstack(&lt;<em>n</em>&gt;)</b></tt></dt>
1220   <dd>This attribute indicates that, when emitting the prologue and epilogue,
1221       the backend should forcibly align the stack pointer. Specify the
1222       desired alignment, which must be a power of two, in parentheses.
1223
1224   <dt><tt><b>alwaysinline</b></tt></dt>
1225   <dd>This attribute indicates that the inliner should attempt to inline this
1226       function into callers whenever possible, ignoring any active inlining size
1227       threshold for this caller.</dd>
1228
1229   <dt><tt><b>nonlazybind</b></tt></dt>
1230   <dd>This attribute suppresses lazy symbol binding for the function. This
1231       may make calls to the function faster, at the cost of extra program
1232       startup time if the function is not called during program startup.</dd>
1233
1234   <dt><tt><b>inlinehint</b></tt></dt>
1235   <dd>This attribute indicates that the source code contained a hint that inlining
1236       this function is desirable (such as the "inline" keyword in C/C++).  It
1237       is just a hint; it imposes no requirements on the inliner.</dd>
1238
1239   <dt><tt><b>naked</b></tt></dt>
1240   <dd>This attribute disables prologue / epilogue emission for the function.
1241       This can have very system-specific consequences.</dd>
1242
1243   <dt><tt><b>noimplicitfloat</b></tt></dt>
1244   <dd>This attributes disables implicit floating point instructions.</dd>
1245
1246   <dt><tt><b>noinline</b></tt></dt>
1247   <dd>This attribute indicates that the inliner should never inline this
1248       function in any situation. This attribute may not be used together with
1249       the <tt>alwaysinline</tt> attribute.</dd>
1250
1251   <dt><tt><b>noredzone</b></tt></dt>
1252   <dd>This attribute indicates that the code generator should not use a red
1253       zone, even if the target-specific ABI normally permits it.</dd>
1254
1255   <dt><tt><b>noreturn</b></tt></dt>
1256   <dd>This function attribute indicates that the function never returns
1257       normally.  This produces undefined behavior at runtime if the function
1258       ever does dynamically return.</dd>
1259
1260   <dt><tt><b>nounwind</b></tt></dt>
1261   <dd>This function attribute indicates that the function never returns with an
1262       unwind or exceptional control flow.  If the function does unwind, its
1263       runtime behavior is undefined.</dd>
1264
1265   <dt><tt><b>optsize</b></tt></dt>
1266   <dd>This attribute suggests that optimization passes and code generator passes
1267       make choices that keep the code size of this function low, and otherwise
1268       do optimizations specifically to reduce code size.</dd>
1269
1270   <dt><tt><b>readnone</b></tt></dt>
1271   <dd>This attribute indicates that the function computes its result (or decides
1272       to unwind an exception) based strictly on its arguments, without
1273       dereferencing any pointer arguments or otherwise accessing any mutable
1274       state (e.g. memory, control registers, etc) visible to caller functions.
1275       It does not write through any pointer arguments
1276       (including <tt><a href="#byval">byval</a></tt> arguments) and never
1277       changes any state visible to callers.  This means that it cannot unwind
1278       exceptions by calling the <tt>C++</tt> exception throwing methods.</dd>
1279
1280   <dt><tt><b><a name="readonly">readonly</a></b></tt></dt>
1281   <dd>This attribute indicates that the function does not write through any
1282       pointer arguments (including <tt><a href="#byval">byval</a></tt>
1283       arguments) or otherwise modify any state (e.g. memory, control registers,
1284       etc) visible to caller functions.  It may dereference pointer arguments
1285       and read state that may be set in the caller.  A readonly function always
1286       returns the same value (or unwinds an exception identically) when called
1287       with the same set of arguments and global state.  It cannot unwind an
1288       exception by calling the <tt>C++</tt> exception throwing methods.</dd>
1289
1290   <dt><tt><b><a name="returns_twice">returns_twice</a></b></tt></dt>
1291   <dd>This attribute indicates that this function can return twice. The
1292       C <code>setjmp</code> is an example of such a function.  The compiler
1293       disables some optimizations (like tail calls) in the caller of these
1294       functions.</dd>
1295
1296   <dt><tt><b><a name="ssp">ssp</a></b></tt></dt>
1297   <dd>This attribute indicates that the function should emit a stack smashing
1298       protector. It is in the form of a "canary"&mdash;a random value placed on
1299       the stack before the local variables that's checked upon return from the
1300       function to see if it has been overwritten. A heuristic is used to
1301       determine if a function needs stack protectors or not.<br>
1302 <br>
1303       If a function that has an <tt>ssp</tt> attribute is inlined into a
1304       function that doesn't have an <tt>ssp</tt> attribute, then the resulting
1305       function will have an <tt>ssp</tt> attribute.</dd>
1306
1307   <dt><tt><b>sspreq</b></tt></dt>
1308   <dd>This attribute indicates that the function should <em>always</em> emit a
1309       stack smashing protector. This overrides
1310       the <tt><a href="#ssp">ssp</a></tt> function attribute.<br>
1311 <br>
1312       If a function that has an <tt>sspreq</tt> attribute is inlined into a
1313       function that doesn't have an <tt>sspreq</tt> attribute or which has
1314       an <tt>ssp</tt> attribute, then the resulting function will have
1315       an <tt>sspreq</tt> attribute.</dd>
1316
1317   <dt><tt><b><a name="uwtable">uwtable</a></b></tt></dt>
1318   <dd>This attribute indicates that the ABI being targeted requires that
1319       an unwind table entry be produce for this function even if we can
1320       show that no exceptions passes by it. This is normally the case for
1321       the ELF x86-64 abi, but it can be disabled for some compilation
1322       units.</dd>
1323 </dl>
1324
1325 </div>
1326
1327 <!-- ======================================================================= -->
1328 <h3>
1329   <a name="moduleasm">Module-Level Inline Assembly</a>
1330 </h3>
1331
1332 <div>
1333
1334 <p>Modules may contain "module-level inline asm" blocks, which corresponds to
1335    the GCC "file scope inline asm" blocks.  These blocks are internally
1336    concatenated by LLVM and treated as a single unit, but may be separated in
1337    the <tt>.ll</tt> file if desired.  The syntax is very simple:</p>
1338
1339 <pre class="doc_code">
1340 module asm "inline asm code goes here"
1341 module asm "more can go here"
1342 </pre>
1343
1344 <p>The strings can contain any character by escaping non-printable characters.
1345    The escape sequence used is simply "\xx" where "xx" is the two digit hex code
1346    for the number.</p>
1347
1348 <p>The inline asm code is simply printed to the machine code .s file when
1349    assembly code is generated.</p>
1350
1351 </div>
1352
1353 <!-- ======================================================================= -->
1354 <h3>
1355   <a name="datalayout">Data Layout</a>
1356 </h3>
1357
1358 <div>
1359
1360 <p>A module may specify a target specific data layout string that specifies how
1361    data is to be laid out in memory. The syntax for the data layout is
1362    simply:</p>
1363
1364 <pre class="doc_code">
1365 target datalayout = "<i>layout specification</i>"
1366 </pre>
1367
1368 <p>The <i>layout specification</i> consists of a list of specifications
1369    separated by the minus sign character ('-').  Each specification starts with
1370    a letter and may include other information after the letter to define some
1371    aspect of the data layout.  The specifications accepted are as follows:</p>
1372
1373 <dl>
1374   <dt><tt>E</tt></dt>
1375   <dd>Specifies that the target lays out data in big-endian form. That is, the
1376       bits with the most significance have the lowest address location.</dd>
1377
1378   <dt><tt>e</tt></dt>
1379   <dd>Specifies that the target lays out data in little-endian form. That is,
1380       the bits with the least significance have the lowest address
1381       location.</dd>
1382
1383   <dt><tt>S<i>size</i></tt></dt>
1384   <dd>Specifies the natural alignment of the stack in bits. Alignment promotion
1385       of stack variables is limited to the natural stack alignment to avoid
1386       dynamic stack realignment. The stack alignment must be a multiple of
1387       8-bits. If omitted, the natural stack alignment defaults to "unspecified",
1388       which does not prevent any alignment promotions.</dd>
1389
1390   <dt><tt>p[n]:<i>size</i>:<i>abi</i>:<i>pref</i></tt></dt>
1391   <dd>This specifies the <i>size</i> of a pointer and its <i>abi</i> and
1392       <i>preferred</i> alignments for address space <i>n</i>. All sizes are in
1393       bits. Specifying the <i>pref</i> alignment is optional. If omitted, the
1394       preceding <tt>:</tt> should be omitted too. The address space,
1395       <i>n</i> is optional, and if not specified, denotes the default address
1396       space 0. The value of <i>n</i> must be in the range [1,2^23).</dd>
1397
1398   <dt><tt>i<i>size</i>:<i>abi</i>:<i>pref</i></tt></dt>
1399   <dd>This specifies the alignment for an integer type of a given bit
1400       <i>size</i>. The value of <i>size</i> must be in the range [1,2^23).</dd>
1401
1402   <dt><tt>v<i>size</i>:<i>abi</i>:<i>pref</i></tt></dt>
1403   <dd>This specifies the alignment for a vector type of a given bit
1404       <i>size</i>.</dd>
1405
1406   <dt><tt>f<i>size</i>:<i>abi</i>:<i>pref</i></tt></dt>
1407   <dd>This specifies the alignment for a floating point type of a given bit
1408       <i>size</i>. Only values of <i>size</i> that are supported by the target
1409       will work.  32 (float) and 64 (double) are supported on all targets;
1410       80 or 128 (different flavors of long double) are also supported on some
1411       targets.
1412
1413   <dt><tt>a<i>size</i>:<i>abi</i>:<i>pref</i></tt></dt>
1414   <dd>This specifies the alignment for an aggregate type of a given bit
1415       <i>size</i>.</dd>
1416
1417   <dt><tt>s<i>size</i>:<i>abi</i>:<i>pref</i></tt></dt>
1418   <dd>This specifies the alignment for a stack object of a given bit
1419       <i>size</i>.</dd>
1420
1421   <dt><tt>n<i>size1</i>:<i>size2</i>:<i>size3</i>...</tt></dt>
1422   <dd>This specifies a set of native integer widths for the target CPU
1423       in bits.  For example, it might contain "n32" for 32-bit PowerPC,
1424       "n32:64" for PowerPC 64, or "n8:16:32:64" for X86-64.  Elements of
1425       this set are considered to support most general arithmetic
1426       operations efficiently.</dd>
1427 </dl>
1428
1429 <p>When constructing the data layout for a given target, LLVM starts with a
1430    default set of specifications which are then (possibly) overridden by the
1431    specifications in the <tt>datalayout</tt> keyword. The default specifications
1432    are given in this list:</p>
1433
1434 <ul>
1435   <li><tt>E</tt> - big endian</li>
1436   <li><tt>p:64:64:64</tt> - 64-bit pointers with 64-bit alignment</li>
1437   <li><tt>p1:32:32:32</tt> - 32-bit pointers with 32-bit alignment for
1438   address space 1</li>
1439   <li><tt>p2:16:32:32</tt> - 16-bit pointers with 32-bit alignment for
1440   address space 2</li>
1441   <li><tt>i1:8:8</tt> - i1 is 8-bit (byte) aligned</li>
1442   <li><tt>i8:8:8</tt> - i8 is 8-bit (byte) aligned</li>
1443   <li><tt>i16:16:16</tt> - i16 is 16-bit aligned</li>
1444   <li><tt>i32:32:32</tt> - i32 is 32-bit aligned</li>
1445   <li><tt>i64:32:64</tt> - i64 has ABI alignment of 32-bits but preferred
1446   alignment of 64-bits</li>
1447   <li><tt>f32:32:32</tt> - float is 32-bit aligned</li>
1448   <li><tt>f64:64:64</tt> - double is 64-bit aligned</li>
1449   <li><tt>v64:64:64</tt> - 64-bit vector is 64-bit aligned</li>
1450   <li><tt>v128:128:128</tt> - 128-bit vector is 128-bit aligned</li>
1451   <li><tt>a0:0:1</tt> - aggregates are 8-bit aligned</li>
1452   <li><tt>s0:64:64</tt> - stack objects are 64-bit aligned</li>
1453 </ul>
1454
1455 <p>When LLVM is determining the alignment for a given type, it uses the
1456    following rules:</p>
1457
1458 <ol>
1459   <li>If the type sought is an exact match for one of the specifications, that
1460       specification is used.</li>
1461
1462   <li>If no match is found, and the type sought is an integer type, then the
1463       smallest integer type that is larger than the bitwidth of the sought type
1464       is used. If none of the specifications are larger than the bitwidth then
1465       the largest integer type is used. For example, given the default
1466       specifications above, the i7 type will use the alignment of i8 (next
1467       largest) while both i65 and i256 will use the alignment of i64 (largest
1468       specified).</li>
1469
1470   <li>If no match is found, and the type sought is a vector type, then the
1471       largest vector type that is smaller than the sought vector type will be
1472       used as a fall back.  This happens because &lt;128 x double&gt; can be
1473       implemented in terms of 64 &lt;2 x double&gt;, for example.</li>
1474 </ol>
1475
1476 <p>The function of the data layout string may not be what you expect.  Notably,
1477    this is not a specification from the frontend of what alignment the code
1478    generator should use.</p>
1479
1480 <p>Instead, if specified, the target data layout is required to match what the
1481    ultimate <em>code generator</em> expects.  This string is used by the
1482    mid-level optimizers to
1483    improve code, and this only works if it matches what the ultimate code
1484    generator uses.  If you would like to generate IR that does not embed this
1485    target-specific detail into the IR, then you don't have to specify the
1486    string.  This will disable some optimizations that require precise layout
1487    information, but this also prevents those optimizations from introducing
1488    target specificity into the IR.</p>
1489
1490
1491
1492 </div>
1493
1494 <!-- ======================================================================= -->
1495 <h3>
1496   <a name="pointeraliasing">Pointer Aliasing Rules</a>
1497 </h3>
1498
1499 <div>
1500
1501 <p>Any memory access must be done through a pointer value associated
1502 with an address range of the memory access, otherwise the behavior
1503 is undefined. Pointer values are associated with address ranges
1504 according to the following rules:</p>
1505
1506 <ul>
1507   <li>A pointer value is associated with the addresses associated with
1508       any value it is <i>based</i> on.
1509   <li>An address of a global variable is associated with the address
1510       range of the variable's storage.</li>
1511   <li>The result value of an allocation instruction is associated with
1512       the address range of the allocated storage.</li>
1513   <li>A null pointer in the default address-space is associated with
1514       no address.</li>
1515   <li>An integer constant other than zero or a pointer value returned
1516       from a function not defined within LLVM may be associated with address
1517       ranges allocated through mechanisms other than those provided by
1518       LLVM. Such ranges shall not overlap with any ranges of addresses
1519       allocated by mechanisms provided by LLVM.</li>
1520 </ul>
1521
1522 <p>A pointer value is <i>based</i> on another pointer value according
1523    to the following rules:</p>
1524
1525 <ul>
1526   <li>A pointer value formed from a
1527       <tt><a href="#i_getelementptr">getelementptr</a></tt> operation
1528       is <i>based</i> on the first operand of the <tt>getelementptr</tt>.</li>
1529   <li>The result value of a
1530       <tt><a href="#i_bitcast">bitcast</a></tt> is <i>based</i> on the operand
1531       of the <tt>bitcast</tt>.</li>
1532   <li>A pointer value formed by an
1533       <tt><a href="#i_inttoptr">inttoptr</a></tt> is <i>based</i> on all
1534       pointer values that contribute (directly or indirectly) to the
1535       computation of the pointer's value.</li>
1536   <li>The "<i>based</i> on" relationship is transitive.</li>
1537 </ul>
1538
1539 <p>Note that this definition of <i>"based"</i> is intentionally
1540    similar to the definition of <i>"based"</i> in C99, though it is
1541    slightly weaker.</p>
1542
1543 <p>LLVM IR does not associate types with memory. The result type of a
1544 <tt><a href="#i_load">load</a></tt> merely indicates the size and
1545 alignment of the memory from which to load, as well as the
1546 interpretation of the value. The first operand type of a
1547 <tt><a href="#i_store">store</a></tt> similarly only indicates the size
1548 and alignment of the store.</p>
1549
1550 <p>Consequently, type-based alias analysis, aka TBAA, aka
1551 <tt>-fstrict-aliasing</tt>, is not applicable to general unadorned
1552 LLVM IR. <a href="#metadata">Metadata</a> may be used to encode
1553 additional information which specialized optimization passes may use
1554 to implement type-based alias analysis.</p>
1555
1556 </div>
1557
1558 <!-- ======================================================================= -->
1559 <h3>
1560   <a name="volatile">Volatile Memory Accesses</a>
1561 </h3>
1562
1563 <div>
1564
1565 <p>Certain memory accesses, such as <a href="#i_load"><tt>load</tt></a>s, <a
1566 href="#i_store"><tt>store</tt></a>s, and <a
1567 href="#int_memcpy"><tt>llvm.memcpy</tt></a>s may be marked <tt>volatile</tt>.
1568 The optimizers must not change the number of volatile operations or change their
1569 order of execution relative to other volatile operations.  The optimizers
1570 <i>may</i> change the order of volatile operations relative to non-volatile
1571 operations.  This is not Java's "volatile" and has no cross-thread
1572 synchronization behavior.</p>
1573
1574 </div>
1575
1576 <!-- ======================================================================= -->
1577 <h3>
1578   <a name="memmodel">Memory Model for Concurrent Operations</a>
1579 </h3>
1580
1581 <div>
1582
1583 <p>The LLVM IR does not define any way to start parallel threads of execution
1584 or to register signal handlers. Nonetheless, there are platform-specific
1585 ways to create them, and we define LLVM IR's behavior in their presence. This
1586 model is inspired by the C++0x memory model.</p>
1587
1588 <p>For a more informal introduction to this model, see the
1589 <a href="Atomics.html">LLVM Atomic Instructions and Concurrency Guide</a>.
1590
1591 <p>We define a <i>happens-before</i> partial order as the least partial order
1592 that</p>
1593 <ul>
1594   <li>Is a superset of single-thread program order, and</li>
1595   <li>When a <i>synchronizes-with</i> <tt>b</tt>, includes an edge from
1596       <tt>a</tt> to <tt>b</tt>. <i>Synchronizes-with</i> pairs are introduced
1597       by platform-specific techniques, like pthread locks, thread
1598       creation, thread joining, etc., and by atomic instructions.
1599       (See also <a href="#ordering">Atomic Memory Ordering Constraints</a>).
1600       </li>
1601 </ul>
1602
1603 <p>Note that program order does not introduce <i>happens-before</i> edges
1604 between a thread and signals executing inside that thread.</p>
1605
1606 <p>Every (defined) read operation (load instructions, memcpy, atomic
1607 loads/read-modify-writes, etc.) <var>R</var> reads a series of bytes written by
1608 (defined) write operations (store instructions, atomic
1609 stores/read-modify-writes, memcpy, etc.). For the purposes of this section,
1610 initialized globals are considered to have a write of the initializer which is
1611 atomic and happens before any other read or write of the memory in question.
1612 For each byte of a read <var>R</var>, <var>R<sub>byte</sub></var> may see
1613 any write to the same byte, except:</p>
1614
1615 <ul>
1616   <li>If <var>write<sub>1</sub></var> happens before
1617       <var>write<sub>2</sub></var>, and <var>write<sub>2</sub></var> happens
1618       before <var>R<sub>byte</sub></var>, then <var>R<sub>byte</sub></var>
1619       does not see <var>write<sub>1</sub></var>.
1620   <li>If <var>R<sub>byte</sub></var> happens before
1621       <var>write<sub>3</sub></var>, then <var>R<sub>byte</sub></var> does not
1622       see <var>write<sub>3</sub></var>.
1623 </ul>
1624
1625 <p>Given that definition, <var>R<sub>byte</sub></var> is defined as follows:
1626 <ul>
1627   <li>If <var>R</var> is volatile, the result is target-dependent. (Volatile
1628       is supposed to give guarantees which can support
1629       <code>sig_atomic_t</code> in C/C++, and may be used for accesses to
1630       addresses which do not behave like normal memory.  It does not generally
1631       provide cross-thread synchronization.)
1632   <li>Otherwise, if there is no write to the same byte that happens before
1633     <var>R<sub>byte</sub></var>, <var>R<sub>byte</sub></var> returns
1634     <tt>undef</tt> for that byte.
1635   <li>Otherwise, if <var>R<sub>byte</sub></var> may see exactly one write,
1636       <var>R<sub>byte</sub></var> returns the value written by that
1637       write.</li>
1638   <li>Otherwise, if <var>R</var> is atomic, and all the writes
1639       <var>R<sub>byte</sub></var> may see are atomic, it chooses one of the
1640       values written.  See the <a href="#ordering">Atomic Memory Ordering
1641       Constraints</a> section for additional constraints on how the choice
1642       is made.
1643   <li>Otherwise <var>R<sub>byte</sub></var> returns <tt>undef</tt>.</li>
1644 </ul>
1645
1646 <p><var>R</var> returns the value composed of the series of bytes it read.
1647 This implies that some bytes within the value may be <tt>undef</tt>
1648 <b>without</b> the entire value being <tt>undef</tt>. Note that this only
1649 defines the semantics of the operation; it doesn't mean that targets will
1650 emit more than one instruction to read the series of bytes.</p>
1651
1652 <p>Note that in cases where none of the atomic intrinsics are used, this model
1653 places only one restriction on IR transformations on top of what is required
1654 for single-threaded execution: introducing a store to a byte which might not
1655 otherwise be stored is not allowed in general.  (Specifically, in the case
1656 where another thread might write to and read from an address, introducing a
1657 store can change a load that may see exactly one write into a load that may
1658 see multiple writes.)</p>
1659
1660 <!-- FIXME: This model assumes all targets where concurrency is relevant have
1661 a byte-size store which doesn't affect adjacent bytes.  As far as I can tell,
1662 none of the backends currently in the tree fall into this category; however,
1663 there might be targets which care.  If there are, we want a paragraph
1664 like the following:
1665
1666 Targets may specify that stores narrower than a certain width are not
1667 available; on such a target, for the purposes of this model, treat any
1668 non-atomic write with an alignment or width less than the minimum width
1669 as if it writes to the relevant surrounding bytes.
1670 -->
1671
1672 </div>
1673
1674 <!-- ======================================================================= -->
1675 <h3>
1676       <a name="ordering">Atomic Memory Ordering Constraints</a>
1677 </h3>
1678
1679 <div>
1680
1681 <p>Atomic instructions (<a href="#i_cmpxchg"><code>cmpxchg</code></a>,
1682 <a href="#i_atomicrmw"><code>atomicrmw</code></a>,
1683 <a href="#i_fence"><code>fence</code></a>,
1684 <a href="#i_load"><code>atomic load</code></a>, and
1685 <a href="#i_store"><code>atomic store</code></a>) take an ordering parameter
1686 that determines which other atomic instructions on the same address they
1687 <i>synchronize with</i>.  These semantics are borrowed from Java and C++0x,
1688 but are somewhat more colloquial. If these descriptions aren't precise enough,
1689 check those specs (see spec references in the
1690 <a href="Atomics.html#introduction">atomics guide</a>).
1691 <a href="#i_fence"><code>fence</code></a> instructions
1692 treat these orderings somewhat differently since they don't take an address.
1693 See that instruction's documentation for details.</p>
1694
1695 <p>For a simpler introduction to the ordering constraints, see the
1696 <a href="Atomics.html">LLVM Atomic Instructions and Concurrency Guide</a>.</p>
1697
1698 <dl>
1699 <dt><code>unordered</code></dt>
1700 <dd>The set of values that can be read is governed by the happens-before
1701 partial order. A value cannot be read unless some operation wrote it.
1702 This is intended to provide a guarantee strong enough to model Java's
1703 non-volatile shared variables.  This ordering cannot be specified for
1704 read-modify-write operations; it is not strong enough to make them atomic
1705 in any interesting way.</dd>
1706 <dt><code>monotonic</code></dt>
1707 <dd>In addition to the guarantees of <code>unordered</code>, there is a single
1708 total order for modifications by <code>monotonic</code> operations on each
1709 address. All modification orders must be compatible with the happens-before
1710 order. There is no guarantee that the modification orders can be combined to
1711 a global total order for the whole program (and this often will not be
1712 possible). The read in an atomic read-modify-write operation
1713 (<a href="#i_cmpxchg"><code>cmpxchg</code></a> and
1714 <a href="#i_atomicrmw"><code>atomicrmw</code></a>)
1715 reads the value in the modification order immediately before the value it
1716 writes. If one atomic read happens before another atomic read of the same
1717 address, the later read must see the same value or a later value in the
1718 address's modification order. This disallows reordering of
1719 <code>monotonic</code> (or stronger) operations on the same address. If an
1720 address is written <code>monotonic</code>ally by one thread, and other threads
1721 <code>monotonic</code>ally read that address repeatedly, the other threads must
1722 eventually see the write. This corresponds to the C++0x/C1x
1723 <code>memory_order_relaxed</code>.</dd>
1724 <dt><code>acquire</code></dt>
1725 <dd>In addition to the guarantees of <code>monotonic</code>,
1726 a <i>synchronizes-with</i> edge may be formed with a <code>release</code>
1727 operation. This is intended to model C++'s <code>memory_order_acquire</code>.</dd>
1728 <dt><code>release</code></dt>
1729 <dd>In addition to the guarantees of <code>monotonic</code>, if this operation
1730 writes a value which is subsequently read by an <code>acquire</code> operation,
1731 it <i>synchronizes-with</i> that operation.  (This isn't a complete
1732 description; see the C++0x definition of a release sequence.) This corresponds
1733 to the C++0x/C1x <code>memory_order_release</code>.</dd>
1734 <dt><code>acq_rel</code> (acquire+release)</dt><dd>Acts as both an
1735 <code>acquire</code> and <code>release</code> operation on its address.
1736 This corresponds to the C++0x/C1x <code>memory_order_acq_rel</code>.</dd>
1737 <dt><code>seq_cst</code> (sequentially consistent)</dt><dd>
1738 <dd>In addition to the guarantees of <code>acq_rel</code>
1739 (<code>acquire</code> for an operation which only reads, <code>release</code>
1740 for an operation which only writes), there is a global total order on all
1741 sequentially-consistent operations on all addresses, which is consistent with
1742 the <i>happens-before</i> partial order and with the modification orders of
1743 all the affected addresses. Each sequentially-consistent read sees the last
1744 preceding write to the same address in this global order. This corresponds
1745 to the C++0x/C1x <code>memory_order_seq_cst</code> and Java volatile.</dd>
1746 </dl>
1747
1748 <p id="singlethread">If an atomic operation is marked <code>singlethread</code>,
1749 it only <i>synchronizes with</i> or participates in modification and seq_cst
1750 total orderings with other operations running in the same thread (for example,
1751 in signal handlers).</p>
1752
1753 </div>
1754
1755 <!-- ======================================================================= -->
1756 <h3>
1757       <a name="fastmath">Fast-Math Flags</a>
1758 </h3>
1759
1760 <div>
1761
1762 <p> LLVM IR floating-point binary ops (<a href="#i_fadd"><code>fadd</code></a>,
1763 <a href="#i_fsub"><code>fsub</code></a>, <a
1764  href="#i_fmul"><code>fmul</code></a>, <a href="#i_fdiv"><code>fdiv</code></a>,
1765 <a href="#i_frem"><code>frem</code></a>) have the following flags
1766 that can set to enable otherwise unsafe floating point operations</p>
1767
1768 <dt><code>nnan</dt></code>
1769 <dd>
1770   No NaNs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
1771 NaN. Such optimizations are required to retain defined behavior over NaNs, but
1772 the value of the result is undefined.
1773 </dd>
1774
1775 <dt><code>ninf</code></dt>
1776 <dd>
1777   No Infs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
1778 +/-Inf. Such optimizations are required to retain defined behavior over +/-Inf,
1779 but the value of the result is undefined.
1780 </dd>
1781
1782 <dt><code>nsz</code></dt>
1783 <dd>
1784   No Signed Zeros - Allow optimizations to treat the sign of a zero argument or
1785 result as insignificant.
1786 </dd>
1787
1788 <dt><code>arcp</code></dt>
1789 <dd>
1790   Allow Reciprocal - Allow optimizations to use the reciprocal of an argument
1791 rather than perform division.
1792 </dd>
1793
1794 <dt><code>fast</code></TD>
1795 <dd>
1796   Fast - Allow algebraically equivalent transformations that may dramatically
1797 change results in floating point (e.g. reassociate). This flag implies all the
1798 others.
1799 </dd>
1800
1801 </div>
1802
1803 </div>
1804
1805 <!-- *********************************************************************** -->
1806 <h2><a name="typesystem">Type System</a></h2>
1807 <!-- *********************************************************************** -->
1808
1809 <div>
1810
1811 <p>The LLVM type system is one of the most important features of the
1812    intermediate representation.  Being typed enables a number of optimizations
1813    to be performed on the intermediate representation directly, without having
1814    to do extra analyses on the side before the transformation.  A strong type
1815    system makes it easier to read the generated code and enables novel analyses
1816    and transformations that are not feasible to perform on normal three address
1817    code representations.</p>
1818
1819 <!-- ======================================================================= -->
1820 <h3>
1821   <a name="t_classifications">Type Classifications</a>
1822 </h3>
1823
1824 <div>
1825
1826 <p>The types fall into a few useful classifications:</p>
1827
1828 <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="4">
1829   <tbody>
1830     <tr><th>Classification</th><th>Types</th></tr>
1831     <tr>
1832       <td><a href="#t_integer">integer</a></td>
1833       <td><tt>i1, i2, i3, ... i8, ... i16, ... i32, ... i64, ... </tt></td>
1834     </tr>
1835     <tr>
1836       <td><a href="#t_floating">floating point</a></td>
1837       <td><tt>half, float, double, x86_fp80, fp128, ppc_fp128</tt></td>
1838     </tr>
1839     <tr>
1840       <td><a name="t_firstclass">first class</a></td>
1841       <td><a href="#t_integer">integer</a>,
1842           <a href="#t_floating">floating point</a>,
1843           <a href="#t_pointer">pointer</a>,
1844           <a href="#t_vector">vector</a>,
1845           <a href="#t_struct">structure</a>,
1846           <a href="#t_array">array</a>,
1847           <a href="#t_label">label</a>,
1848           <a href="#t_metadata">metadata</a>.
1849       </td>
1850     </tr>
1851     <tr>
1852       <td><a href="#t_primitive">primitive</a></td>
1853       <td><a href="#t_label">label</a>,
1854           <a href="#t_void">void</a>,
1855           <a href="#t_integer">integer</a>,
1856           <a href="#t_floating">floating point</a>,
1857           <a href="#t_x86mmx">x86mmx</a>,
1858           <a href="#t_metadata">metadata</a>.</td>
1859     </tr>
1860     <tr>
1861       <td><a href="#t_derived">derived</a></td>
1862       <td><a href="#t_array">array</a>,
1863           <a href="#t_function">function</a>,
1864           <a href="#t_pointer">pointer</a>,
1865           <a href="#t_struct">structure</a>,
1866           <a href="#t_vector">vector</a>,
1867           <a href="#t_opaque">opaque</a>.
1868       </td>
1869     </tr>
1870   </tbody>
1871 </table>
1872
1873 <p>The <a href="#t_firstclass">first class</a> types are perhaps the most
1874    important.  Values of these types are the only ones which can be produced by
1875    instructions.</p>
1876
1877 </div>
1878
1879 <!-- ======================================================================= -->
1880 <h3>
1881   <a name="t_primitive">Primitive Types</a>
1882 </h3>
1883
1884 <div>
1885
1886 <p>The primitive types are the fundamental building blocks of the LLVM
1887    system.</p>
1888
1889 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1890 <h4>
1891   <a name="t_integer">Integer Type</a>
1892 </h4>
1893
1894 <div>
1895
1896 <h5>Overview:</h5>
1897 <p>The integer type is a very simple type that simply specifies an arbitrary
1898    bit width for the integer type desired. Any bit width from 1 bit to
1899    2<sup>23</sup>-1 (about 8 million) can be specified.</p>
1900
1901 <h5>Syntax:</h5>
1902 <pre>
1903   iN
1904 </pre>
1905
1906 <p>The number of bits the integer will occupy is specified by the <tt>N</tt>
1907    value.</p>
1908
1909 <h5>Examples:</h5>
1910 <table class="layout">
1911   <tr class="layout">
1912     <td class="left"><tt>i1</tt></td>
1913     <td class="left">a single-bit integer.</td>
1914   </tr>
1915   <tr class="layout">
1916     <td class="left"><tt>i32</tt></td>
1917     <td class="left">a 32-bit integer.</td>
1918   </tr>
1919   <tr class="layout">
1920     <td class="left"><tt>i1942652</tt></td>
1921     <td class="left">a really big integer of over 1 million bits.</td>
1922   </tr>
1923 </table>
1924
1925 </div>
1926
1927 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1928 <h4>
1929   <a name="t_floating">Floating Point Types</a>
1930 </h4>
1931
1932 <div>
1933
1934 <table>
1935   <tbody>
1936     <tr><th>Type</th><th>Description</th></tr>
1937     <tr><td><tt>half</tt></td><td>16-bit floating point value</td></tr>
1938     <tr><td><tt>float</tt></td><td>32-bit floating point value</td></tr>
1939     <tr><td><tt>double</tt></td><td>64-bit floating point value</td></tr>
1940     <tr><td><tt>fp128</tt></td><td>128-bit floating point value (112-bit mantissa)</td></tr>
1941     <tr><td><tt>x86_fp80</tt></td><td>80-bit floating point value (X87)</td></tr>
1942     <tr><td><tt>ppc_fp128</tt></td><td>128-bit floating point value (two 64-bits)</td></tr>
1943   </tbody>
1944 </table>
1945
1946 </div>
1947
1948 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1949 <h4>
1950   <a name="t_x86mmx">X86mmx Type</a>
1951 </h4>
1952
1953 <div>
1954
1955 <h5>Overview:</h5>
1956 <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>
1957
1958 <h5>Syntax:</h5>
1959 <pre>
1960   x86mmx
1961 </pre>
1962
1963 </div>
1964
1965 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1966 <h4>
1967   <a name="t_void">Void Type</a>
1968 </h4>
1969
1970 <div>
1971
1972 <h5>Overview:</h5>
1973 <p>The void type does not represent any value and has no size.</p>
1974
1975 <h5>Syntax:</h5>
1976 <pre>
1977   void
1978 </pre>
1979
1980 </div>
1981
1982 <!-- _______________________________________________________________________ -->
1983 <h4>
1984   <a name="t_label">Label Type</a>
1985 </h4>
1986
1987 <div>
1988
1989 <h5>Overview:</h5>
1990 <p>The label type represents code labels.</p>
1991
1992 <h5>Syntax:</h5>
1993 <pre>
1994   label
1995 </pre>
1996
1997 </div>
1998
1999 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2000 <h4>
2001   <a name="t_metadata">Metadata Type</a>
2002 </h4>
2003
2004 <div>
2005
2006 <h5>Overview:</h5>
2007 <p>The metadata type represents embedded metadata. No derived types may be
2008    created from metadata except for <a href="#t_function">function</a>
2009    arguments.
2010
2011 <h5>Syntax:</h5>
2012 <pre>
2013   metadata
2014 </pre>
2015
2016 </div>
2017
2018 </div>
2019
2020 <!-- ======================================================================= -->
2021 <h3>
2022   <a name="t_derived">Derived Types</a>
2023 </h3>
2024
2025 <div>
2026
2027 <p>The real power in LLVM comes from the derived types in the system.  This is
2028    what allows a programmer to represent arrays, functions, pointers, and other
2029    useful types.  Each of these types contain one or more element types which
2030    may be a primitive type, or another derived type.  For example, it is
2031    possible to have a two dimensional array, using an array as the element type
2032    of another array.</p>
2033
2034 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2035 <h4>
2036   <a name="t_aggregate">Aggregate Types</a>
2037 </h4>
2038
2039 <div>
2040
2041 <p>Aggregate Types are a subset of derived types that can contain multiple
2042   member types. <a href="#t_array">Arrays</a> and
2043   <a href="#t_struct">structs</a> are aggregate types.
2044   <a href="#t_vector">Vectors</a> are not considered to be aggregate types.</p>
2045
2046 </div>
2047
2048 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2049 <h4>
2050   <a name="t_array">Array Type</a>
2051 </h4>
2052
2053 <div>
2054
2055 <h5>Overview:</h5>
2056 <p>The array type is a very simple derived type that arranges elements
2057    sequentially in memory.  The array type requires a size (number of elements)
2058    and an underlying data type.</p>
2059
2060 <h5>Syntax:</h5>
2061 <pre>
2062   [&lt;# elements&gt; x &lt;elementtype&gt;]
2063 </pre>
2064
2065 <p>The number of elements is a constant integer value; <tt>elementtype</tt> may
2066    be any type with a size.</p>
2067
2068 <h5>Examples:</h5>
2069 <table class="layout">
2070   <tr class="layout">
2071     <td class="left"><tt>[40 x i32]</tt></td>
2072     <td class="left">Array of 40 32-bit integer values.</td>
2073   </tr>
2074   <tr class="layout">
2075     <td class="left"><tt>[41 x i32]</tt></td>
2076     <td class="left">Array of 41 32-bit integer values.</td>
2077   </tr>
2078   <tr class="layout">
2079     <td class="left"><tt>[4 x i8]</tt></td>
2080     <td class="left">Array of 4 8-bit integer values.</td>
2081   </tr>
2082 </table>
2083 <p>Here are some examples of multidimensional arrays:</p>
2084 <table class="layout">
2085   <tr class="layout">
2086     <td class="left"><tt>[3 x [4 x i32]]</tt></td>
2087     <td class="left">3x4 array of 32-bit integer values.</td>
2088   </tr>
2089   <tr class="layout">
2090     <td class="left"><tt>[12 x [10 x float]]</tt></td>
2091     <td class="left">12x10 array of single precision floating point values.</td>
2092   </tr>
2093   <tr class="layout">
2094     <td class="left"><tt>[2 x [3 x [4 x i16]]]</tt></td>
2095     <td class="left">2x3x4 array of 16-bit integer  values.</td>
2096   </tr>
2097 </table>
2098
2099 <p>There is no restriction on indexing beyond the end of the array implied by
2100    a static type (though there are restrictions on indexing beyond the bounds
2101    of an allocated object in some cases). This means that single-dimension
2102    'variable sized array' addressing can be implemented in LLVM with a zero
2103    length array type. An implementation of 'pascal style arrays' in LLVM could
2104    use the type "<tt>{ i32, [0 x float]}</tt>", for example.</p>
2105
2106 </div>
2107
2108 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2109 <h4>
2110   <a name="t_function">Function Type</a>
2111 </h4>
2112
2113 <div>
2114
2115 <h5>Overview:</h5>
2116 <p>The function type can be thought of as a function signature.  It consists of
2117    a return type and a list of formal parameter types. The return type of a
2118    function type is a first class type or a void type.</p>
2119
2120 <h5>Syntax:</h5>
2121 <pre>
2122   &lt;returntype&gt; (&lt;parameter list&gt;)
2123 </pre>
2124
2125 <p>...where '<tt>&lt;parameter list&gt;</tt>' is a comma-separated list of type
2126    specifiers.  Optionally, the parameter list may include a type <tt>...</tt>,
2127    which indicates that the function takes a variable number of arguments.
2128    Variable argument functions can access their arguments with
2129    the <a href="#int_varargs">variable argument handling intrinsic</a>
2130    functions.  '<tt>&lt;returntype&gt;</tt>' is any type except
2131    <a href="#t_label">label</a>.</p>
2132
2133 <h5>Examples:</h5>
2134 <table class="layout">
2135   <tr class="layout">
2136     <td class="left"><tt>i32 (i32)</tt></td>
2137     <td class="left">function taking an <tt>i32</tt>, returning an <tt>i32</tt>
2138     </td>
2139   </tr><tr class="layout">
2140     <td class="left"><tt>float&nbsp;(i16,&nbsp;i32&nbsp;*)&nbsp;*
2141     </tt></td>
2142     <td class="left"><a href="#t_pointer">Pointer</a> to a function that takes
2143       an <tt>i16</tt> and a <a href="#t_pointer">pointer</a> to <tt>i32</tt>,
2144       returning <tt>float</tt>.
2145     </td>
2146   </tr><tr class="layout">
2147     <td class="left"><tt>i32 (i8*, ...)</tt></td>
2148     <td class="left">A vararg function that takes at least one
2149       <a href="#t_pointer">pointer</a> to <tt>i8 </tt> (char in C),
2150       which returns an integer.  This is the signature for <tt>printf</tt> in
2151       LLVM.
2152     </td>
2153   </tr><tr class="layout">
2154     <td class="left"><tt>{i32, i32} (i32)</tt></td>
2155     <td class="left">A function taking an <tt>i32</tt>, returning a
2156         <a href="#t_struct">structure</a> containing two <tt>i32</tt> values
2157     </td>
2158   </tr>
2159 </table>
2160
2161 </div>
2162
2163 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2164 <h4>
2165   <a name="t_struct">Structure Type</a>
2166 </h4>
2167
2168 <div>
2169
2170 <h5>Overview:</h5>
2171 <p>The structure type is used to represent a collection of data members together
2172   in memory.  The elements of a structure may be any type that has a size.</p>
2173
2174 <p>Structures in memory are accessed using '<tt><a href="#i_load">load</a></tt>'
2175    and '<tt><a href="#i_store">store</a></tt>' by getting a pointer to a field
2176    with the '<tt><a href="#i_getelementptr">getelementptr</a></tt>' instruction.
2177    Structures in registers are accessed using the
2178    '<tt><a href="#i_extractvalue">extractvalue</a></tt>' and
2179    '<tt><a href="#i_insertvalue">insertvalue</a></tt>' instructions.</p>
2180
2181 <p>Structures may optionally be "packed" structures, which indicate that the
2182   alignment of the struct is one byte, and that there is no padding between
2183   the elements.  In non-packed structs, padding between field types is inserted
2184   as defined by the DataLayout string in the module, which is required to match
2185   what the underlying code generator expects.</p>
2186
2187 <p>Structures can either be "literal" or "identified".  A literal structure is
2188   defined inline with other types (e.g. <tt>{i32, i32}*</tt>) whereas identified
2189   types are always defined at the top level with a name.  Literal types are
2190   uniqued by their contents and can never be recursive or opaque since there is
2191   no way to write one.  Identified types can be recursive, can be opaqued, and are
2192   never uniqued.
2193 </p>
2194
2195 <h5>Syntax:</h5>
2196 <pre>
2197   %T1 = type { &lt;type list&gt; }     <i>; Identified normal struct type</i>
2198   %T2 = type &lt;{ &lt;type list&gt; }&gt;   <i>; Identified packed struct type</i>
2199 </pre>
2200
2201 <h5>Examples:</h5>
2202 <table class="layout">
2203   <tr class="layout">
2204     <td class="left"><tt>{ i32, i32, i32 }</tt></td>
2205     <td class="left">A triple of three <tt>i32</tt> values</td>
2206   </tr>
2207   <tr class="layout">
2208     <td class="left"><tt>{&nbsp;float,&nbsp;i32&nbsp;(i32)&nbsp;*&nbsp;}</tt></td>
2209     <td class="left">A pair, where the first element is a <tt>float</tt> and the
2210       second element is a <a href="#t_pointer">pointer</a> to a
2211       <a href="#t_function">function</a> that takes an <tt>i32</tt>, returning
2212       an <tt>i32</tt>.</td>
2213   </tr>
2214   <tr class="layout">
2215     <td class="left"><tt>&lt;{ i8, i32 }&gt;</tt></td>
2216     <td class="left">A packed struct known to be 5 bytes in size.</td>
2217   </tr>
2218 </table>
2219
2220 </div>
2221
2222 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2223 <h4>
2224   <a name="t_opaque">Opaque Structure Types</a>
2225 </h4>
2226
2227 <div>
2228
2229 <h5>Overview:</h5>
2230 <p>Opaque structure types are used to represent named structure types that do
2231    not have a body specified.  This corresponds (for example) to the C notion of
2232    a forward declared structure.</p>
2233
2234 <h5>Syntax:</h5>
2235 <pre>
2236   %X = type opaque
2237   %52 = type opaque
2238 </pre>
2239
2240 <h5>Examples:</h5>
2241 <table class="layout">
2242   <tr class="layout">
2243     <td class="left"><tt>opaque</tt></td>
2244     <td class="left">An opaque type.</td>
2245   </tr>
2246 </table>
2247
2248 </div>
2249
2250
2251
2252 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2253 <h4>
2254   <a name="t_pointer">Pointer Type</a>
2255 </h4>
2256
2257 <div>
2258
2259 <h5>Overview:</h5>
2260 <p>The pointer type is used to specify memory locations.
2261    Pointers are commonly used to reference objects in memory.</p>
2262
2263 <p>Pointer types may have an optional address space attribute defining the
2264    numbered address space where the pointed-to object resides. The default
2265    address space is number zero. The semantics of non-zero address
2266    spaces are target-specific.</p>
2267
2268 <p>Note that LLVM does not permit pointers to void (<tt>void*</tt>) nor does it
2269    permit pointers to labels (<tt>label*</tt>).  Use <tt>i8*</tt> instead.</p>
2270
2271 <h5>Syntax:</h5>
2272 <pre>
2273   &lt;type&gt; *
2274 </pre>
2275
2276 <h5>Examples:</h5>
2277 <table class="layout">
2278   <tr class="layout">
2279     <td class="left"><tt>[4 x i32]*</tt></td>
2280     <td class="left">A <a href="#t_pointer">pointer</a> to <a
2281                     href="#t_array">array</a> of four <tt>i32</tt> values.</td>
2282   </tr>
2283   <tr class="layout">
2284     <td class="left"><tt>i32 (i32*) *</tt></td>
2285     <td class="left"> A <a href="#t_pointer">pointer</a> to a <a
2286       href="#t_function">function</a> that takes an <tt>i32*</tt>, returning an
2287       <tt>i32</tt>.</td>
2288   </tr>
2289   <tr class="layout">
2290     <td class="left"><tt>i32 addrspace(5)*</tt></td>
2291     <td class="left">A <a href="#t_pointer">pointer</a> to an <tt>i32</tt> value
2292      that resides in address space #5.</td>
2293   </tr>
2294 </table>
2295
2296 </div>
2297
2298 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2299 <h4>
2300   <a name="t_vector">Vector Type</a>
2301 </h4>
2302
2303 <div>
2304
2305 <h5>Overview:</h5>
2306 <p>A vector type is a simple derived type that represents a vector of elements.
2307    Vector types are used when multiple primitive data are operated in parallel
2308    using a single instruction (SIMD).  A vector type requires a size (number of
2309    elements) and an underlying primitive data type.  Vector types are considered
2310    <a href="#t_firstclass">first class</a>.</p>
2311
2312 <h5>Syntax:</h5>
2313 <pre>
2314   &lt; &lt;# elements&gt; x &lt;elementtype&gt; &gt;
2315 </pre>
2316
2317 <p>The number of elements is a constant integer value larger than 0; elementtype
2318    may be any integer or floating point type, or a pointer to these types.
2319    Vectors of size zero are not allowed. </p>
2320
2321 <h5>Examples:</h5>
2322 <table class="layout">
2323   <tr class="layout">
2324     <td class="left"><tt>&lt;4 x i32&gt;</tt></td>
2325     <td class="left">Vector of 4 32-bit integer values.</td>
2326   </tr>
2327   <tr class="layout">
2328     <td class="left"><tt>&lt;8 x float&gt;</tt></td>
2329     <td class="left">Vector of 8 32-bit floating-point values.</td>
2330   </tr>
2331   <tr class="layout">
2332     <td class="left"><tt>&lt;2 x i64&gt;</tt></td>
2333     <td class="left">Vector of 2 64-bit integer values.</td>
2334   </tr>
2335   <tr class="layout">
2336     <td class="left"><tt>&lt;4 x i64*&gt;</tt></td>
2337     <td class="left">Vector of 4 pointers to 64-bit integer values.</td>
2338   </tr>
2339 </table>
2340
2341 </div>
2342
2343 </div>
2344
2345 </div>
2346
2347 <!-- *********************************************************************** -->
2348 <h2><a name="constants">Constants</a></h2>
2349 <!-- *********************************************************************** -->
2350
2351 <div>
2352
2353 <p>LLVM has several different basic types of constants.  This section describes
2354    them all and their syntax.</p>
2355
2356 <!-- ======================================================================= -->
2357 <h3>
2358   <a name="simpleconstants">Simple Constants</a>
2359 </h3>
2360
2361 <div>
2362
2363 <dl>
2364   <dt><b>Boolean constants</b></dt>
2365   <dd>The two strings '<tt>true</tt>' and '<tt>false</tt>' are both valid
2366       constants of the <tt><a href="#t_integer">i1</a></tt> type.</dd>
2367
2368   <dt><b>Integer constants</b></dt>
2369   <dd>Standard integers (such as '4') are constants of
2370       the <a href="#t_integer">integer</a> type.  Negative numbers may be used
2371       with integer types.</dd>
2372
2373   <dt><b>Floating point constants</b></dt>
2374   <dd>Floating point constants use standard decimal notation (e.g. 123.421),
2375       exponential notation (e.g. 1.23421e+2), or a more precise hexadecimal
2376       notation (see below).  The assembler requires the exact decimal value of a
2377       floating-point constant.  For example, the assembler accepts 1.25 but
2378       rejects 1.3 because 1.3 is a repeating decimal in binary.  Floating point
2379       constants must have a <a href="#t_floating">floating point</a> type. </dd>
2380
2381   <dt><b>Null pointer constants</b></dt>
2382   <dd>The identifier '<tt>null</tt>' is recognized as a null pointer constant
2383       and must be of <a href="#t_pointer">pointer type</a>.</dd>
2384 </dl>
2385
2386 <p>The one non-intuitive notation for constants is the hexadecimal form of
2387    floating point constants.  For example, the form '<tt>double
2388    0x432ff973cafa8000</tt>' is equivalent to (but harder to read than)
2389    '<tt>double 4.5e+15</tt>'.  The only time hexadecimal floating point
2390    constants are required (and the only time that they are generated by the
2391    disassembler) is when a floating point constant must be emitted but it cannot
2392    be represented as a decimal floating point number in a reasonable number of
2393    digits.  For example, NaN's, infinities, and other special values are
2394    represented in their IEEE hexadecimal format so that assembly and disassembly
2395    do not cause any bits to change in the constants.</p>
2396
2397 <p>When using the hexadecimal form, constants of types half, float, and double are
2398    represented using the 16-digit form shown above (which matches the IEEE754
2399    representation for double); half and float values must, however, be exactly
2400    representable as IEE754 half and single precision, respectively.
2401    Hexadecimal format is always used
2402    for long double, and there are three forms of long double.  The 80-bit format
2403    used by x86 is represented as <tt>0xK</tt> followed by 20 hexadecimal digits.
2404    The 128-bit format used by PowerPC (two adjacent doubles) is represented
2405    by <tt>0xM</tt> followed by 32 hexadecimal digits.  The IEEE 128-bit format
2406    is represented by <tt>0xL</tt> followed by 32 hexadecimal digits; no
2407    currently supported target uses this format.  Long doubles will only work if
2408    they match the long double format on your target. The IEEE 16-bit format
2409    (half precision) is represented by <tt>0xH</tt> followed by 4 hexadecimal
2410    digits. All hexadecimal formats are big-endian (sign bit at the left).</p>
2411
2412 <p>There are no constants of type x86mmx.</p>
2413 </div>
2414
2415 <!-- ======================================================================= -->
2416 <h3>
2417 <a name="aggregateconstants"></a> <!-- old anchor -->
2418 <a name="complexconstants">Complex Constants</a>
2419 </h3>
2420
2421 <div>
2422
2423 <p>Complex constants are a (potentially recursive) combination of simple
2424    constants and smaller complex constants.</p>
2425
2426 <dl>
2427   <dt><b>Structure constants</b></dt>
2428   <dd>Structure constants are represented with notation similar to structure
2429       type definitions (a comma separated list of elements, surrounded by braces
2430       (<tt>{}</tt>)).  For example: "<tt>{ i32 4, float 17.0, i32* @G }</tt>",
2431       where "<tt>@G</tt>" is declared as "<tt>@G = external global i32</tt>".
2432       Structure constants must have <a href="#t_struct">structure type</a>, and
2433       the number and types of elements must match those specified by the
2434       type.</dd>
2435
2436   <dt><b>Array constants</b></dt>
2437   <dd>Array constants are represented with notation similar to array type
2438      definitions (a comma separated list of elements, surrounded by square
2439      brackets (<tt>[]</tt>)).  For example: "<tt>[ i32 42, i32 11, i32 74
2440      ]</tt>".  Array constants must have <a href="#t_array">array type</a>, and
2441      the number and types of elements must match those specified by the
2442      type.</dd>
2443
2444   <dt><b>Vector constants</b></dt>
2445   <dd>Vector constants are represented with notation similar to vector type
2446       definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
2447       less-than/greater-than's (<tt>&lt;&gt;</tt>)).  For example: "<tt>&lt; i32
2448       42, i32 11, i32 74, i32 100 &gt;</tt>".  Vector constants must
2449       have <a href="#t_vector">vector type</a>, and the number and types of
2450       elements must match those specified by the type.</dd>
2451
2452   <dt><b>Zero initialization</b></dt>
2453   <dd>The string '<tt>zeroinitializer</tt>' can be used to zero initialize a
2454       value to zero of <em>any</em> type, including scalar and
2455       <a href="#t_aggregate">aggregate</a> types.
2456       This is often used to avoid having to print large zero initializers
2457       (e.g. for large arrays) and is always exactly equivalent to using explicit
2458       zero initializers.</dd>
2459
2460   <dt><b>Metadata node</b></dt>
2461   <dd>A metadata node is a structure-like constant with
2462       <a href="#t_metadata">metadata type</a>.  For example: "<tt>metadata !{
2463       i32 0, metadata !"test" }</tt>".  Unlike other constants that are meant to
2464       be interpreted as part of the instruction stream, metadata is a place to
2465       attach additional information such as debug info.</dd>
2466 </dl>
2467
2468 </div>
2469
2470 <!-- ======================================================================= -->
2471 <h3>
2472   <a name="globalconstants">Global Variable and Function Addresses</a>
2473 </h3>
2474
2475 <div>
2476
2477 <p>The addresses of <a href="#globalvars">global variables</a>
2478    and <a href="#functionstructure">functions</a> are always implicitly valid
2479    (link-time) constants.  These constants are explicitly referenced when
2480    the <a href="#identifiers">identifier for the global</a> is used and always
2481    have <a href="#t_pointer">pointer</a> type. For example, the following is a
2482    legal LLVM file:</p>
2483
2484 <pre class="doc_code">
2485 @X = global i32 17
2486 @Y = global i32 42
2487 @Z = global [2 x i32*] [ i32* @X, i32* @Y ]
2488 </pre>
2489
2490 </div>
2491
2492 <!-- ======================================================================= -->
2493 <h3>
2494   <a name="undefvalues">Undefined Values</a>
2495 </h3>
2496
2497 <div>
2498
2499 <p>The string '<tt>undef</tt>' can be used anywhere a constant is expected, and
2500    indicates that the user of the value may receive an unspecified bit-pattern.
2501    Undefined values may be of any type (other than '<tt>label</tt>'
2502    or '<tt>void</tt>') and be used anywhere a constant is permitted.</p>
2503
2504 <p>Undefined values are useful because they indicate to the compiler that the
2505    program is well defined no matter what value is used.  This gives the
2506    compiler more freedom to optimize.  Here are some examples of (potentially
2507    surprising) transformations that are valid (in pseudo IR):</p>
2508
2509
2510 <pre class="doc_code">
2511   %A = add %X, undef
2512   %B = sub %X, undef
2513   %C = xor %X, undef
2514 Safe:
2515   %A = undef
2516   %B = undef
2517   %C = undef
2518 </pre>
2519
2520 <p>This is safe because all of the output bits are affected by the undef bits.
2521    Any output bit can have a zero or one depending on the input bits.</p>
2522
2523 <pre class="doc_code">
2524   %A = or %X, undef
2525   %B = and %X, undef
2526 Safe:
2527   %A = -1
2528   %B = 0
2529 Unsafe:
2530   %A = undef
2531   %B = undef
2532 </pre>
2533
2534 <p>These logical operations have bits that are not always affected by the input.
2535    For example, if <tt>%X</tt> has a zero bit, then the output of the
2536    '<tt>and</tt>' operation will always be a zero for that bit, no matter what
2537    the corresponding bit from the '<tt>undef</tt>' is. As such, it is unsafe to
2538    optimize or assume that the result of the '<tt>and</tt>' is '<tt>undef</tt>'.
2539    However, it is safe to assume that all bits of the '<tt>undef</tt>' could be
2540    0, and optimize the '<tt>and</tt>' to 0. Likewise, it is safe to assume that
2541    all the bits of the '<tt>undef</tt>' operand to the '<tt>or</tt>' could be
2542    set, allowing the '<tt>or</tt>' to be folded to -1.</p>
2543
2544 <pre class="doc_code">
2545   %A = select undef, %X, %Y
2546   %B = select undef, 42, %Y
2547   %C = select %X, %Y, undef
2548 Safe:
2549   %A = %X     (or %Y)
2550   %B = 42     (or %Y)
2551   %C = %Y
2552 Unsafe:
2553   %A = undef
2554   %B = undef
2555   %C = undef
2556 </pre>
2557
2558 <p>This set of examples shows that undefined '<tt>select</tt>' (and conditional
2559    branch) conditions can go <em>either way</em>, but they have to come from one
2560    of the two operands.  In the <tt>%A</tt> example, if <tt>%X</tt> and
2561    <tt>%Y</tt> were both known to have a clear low bit, then <tt>%A</tt> would
2562    have to have a cleared low bit. However, in the <tt>%C</tt> example, the
2563    optimizer is allowed to assume that the '<tt>undef</tt>' operand could be the
2564    same as <tt>%Y</tt>, allowing the whole '<tt>select</tt>' to be
2565    eliminated.</p>
2566
2567 <pre class="doc_code">
2568   %A = xor undef, undef
2569
2570   %B = undef
2571   %C = xor %B, %B
2572
2573   %D = undef
2574   %E = icmp lt %D, 4
2575   %F = icmp gte %D, 4
2576
2577 Safe:
2578   %A = undef
2579   %B = undef
2580   %C = undef
2581   %D = undef
2582   %E = undef
2583   %F = undef
2584 </pre>
2585
2586 <p>This example points out that two '<tt>undef</tt>' operands are not
2587    necessarily the same. This can be surprising to people (and also matches C
2588    semantics) where they assume that "<tt>X^X</tt>" is always zero, even
2589    if <tt>X</tt> is undefined. This isn't true for a number of reasons, but the
2590    short answer is that an '<tt>undef</tt>' "variable" can arbitrarily change
2591    its value over its "live range".  This is true because the variable doesn't
2592    actually <em>have a live range</em>. Instead, the value is logically read
2593    from arbitrary registers that happen to be around when needed, so the value
2594    is not necessarily consistent over time. In fact, <tt>%A</tt> and <tt>%C</tt>
2595    need to have the same semantics or the core LLVM "replace all uses with"
2596    concept would not hold.</p>
2597
2598 <pre class="doc_code">
2599   %A = fdiv undef, %X
2600   %B = fdiv %X, undef
2601 Safe:
2602   %A = undef
2603 b: unreachable
2604 </pre>
2605
2606 <p>These examples show the crucial difference between an <em>undefined
2607   value</em> and <em>undefined behavior</em>. An undefined value (like
2608   '<tt>undef</tt>') is allowed to have an arbitrary bit-pattern. This means that
2609   the <tt>%A</tt> operation can be constant folded to '<tt>undef</tt>', because
2610   the '<tt>undef</tt>' could be an SNaN, and <tt>fdiv</tt> is not (currently)
2611   defined on SNaN's. However, in the second example, we can make a more
2612   aggressive assumption: because the <tt>undef</tt> is allowed to be an
2613   arbitrary value, we are allowed to assume that it could be zero. Since a
2614   divide by zero has <em>undefined behavior</em>, we are allowed to assume that
2615   the operation does not execute at all. This allows us to delete the divide and
2616   all code after it. Because the undefined operation "can't happen", the
2617   optimizer can assume that it occurs in dead code.</p>
2618
2619 <pre class="doc_code">
2620 a:  store undef -> %X
2621 b:  store %X -> undef
2622 Safe:
2623 a: &lt;deleted&gt;
2624 b: unreachable
2625 </pre>
2626
2627 <p>These examples reiterate the <tt>fdiv</tt> example: a store <em>of</em> an
2628    undefined value can be assumed to not have any effect; we can assume that the
2629    value is overwritten with bits that happen to match what was already there.
2630    However, a store <em>to</em> an undefined location could clobber arbitrary
2631    memory, therefore, it has undefined behavior.</p>
2632
2633 </div>
2634
2635 <!-- ======================================================================= -->
2636 <h3>
2637   <a name="poisonvalues">Poison Values</a>
2638 </h3>
2639
2640 <div>
2641
2642 <p>Poison values are similar to <a href="#undefvalues">undef values</a>, however
2643    they also represent the fact that an instruction or constant expression which
2644    cannot evoke side effects has nevertheless detected a condition which results
2645    in undefined behavior.</p>
2646
2647 <p>There is currently no way of representing a poison value in the IR; they
2648    only exist when produced by operations such as
2649    <a href="#i_add"><tt>add</tt></a> with the <tt>nsw</tt> flag.</p>
2650
2651 <p>Poison value behavior is defined in terms of value <i>dependence</i>:</p>
2652
2653 <ul>
2654 <li>Values other than <a href="#i_phi"><tt>phi</tt></a> nodes depend on
2655     their operands.</li>
2656
2657 <li><a href="#i_phi"><tt>Phi</tt></a> nodes depend on the operand corresponding
2658     to their dynamic predecessor basic block.</li>
2659
2660 <li>Function arguments depend on the corresponding actual argument values in
2661     the dynamic callers of their functions.</li>
2662
2663 <li><a href="#i_call"><tt>Call</tt></a> instructions depend on the
2664     <a href="#i_ret"><tt>ret</tt></a> instructions that dynamically transfer
2665     control back to them.</li>
2666
2667 <li><a href="#i_invoke"><tt>Invoke</tt></a> instructions depend on the
2668     <a href="#i_ret"><tt>ret</tt></a>, <a href="#i_resume"><tt>resume</tt></a>,
2669     or exception-throwing call instructions that dynamically transfer control
2670     back to them.</li>
2671
2672 <li>Non-volatile loads and stores depend on the most recent stores to all of the
2673     referenced memory addresses, following the order in the IR
2674     (including loads and stores implied by intrinsics such as
2675     <a href="#int_memcpy"><tt>@llvm.memcpy</tt></a>.)</li>
2676
2677 <!-- TODO: In the case of multiple threads, this only applies if the store
2678      "happens-before" the load or store. -->
2679
2680 <!-- TODO: floating-point exception state -->
2681
2682 <li>An instruction with externally visible side effects depends on the most
2683     recent preceding instruction with externally visible side effects, following
2684     the order in the IR. (This includes
2685     <a href="#volatile">volatile operations</a>.)</li>
2686
2687 <li>An instruction <i>control-depends</i> on a
2688     <a href="#terminators">terminator instruction</a>
2689     if the terminator instruction has multiple successors and the instruction
2690     is always executed when control transfers to one of the successors, and
2691     may not be executed when control is transferred to another.</li>
2692
2693 <li>Additionally, an instruction also <i>control-depends</i> on a terminator
2694     instruction if the set of instructions it otherwise depends on would be
2695     different if the terminator had transferred control to a different
2696     successor.</li>
2697
2698 <li>Dependence is transitive.</li>
2699
2700 </ul>
2701
2702 <p>Poison Values have the same behavior as <a href="#undefvalues">undef values</a>,
2703    with the additional affect that any instruction which has a <i>dependence</i>
2704    on a poison value has undefined behavior.</p>
2705
2706 <p>Here are some examples:</p>
2707
2708 <pre class="doc_code">
2709 entry:
2710   %poison = sub nuw i32 0, 1           ; Results in a poison value.
2711   %still_poison = and i32 %poison, 0   ; 0, but also poison.
2712   %poison_yet_again = getelementptr i32* @h, i32 %still_poison
2713   store i32 0, i32* %poison_yet_again  ; memory at @h[0] is poisoned
2714
2715   store i32 %poison, i32* @g           ; Poison value stored to memory.
2716   %poison2 = load i32* @g              ; Poison value loaded back from memory.
2717
2718   store volatile i32 %poison, i32* @g  ; External observation; undefined behavior.
2719
2720   %narrowaddr = bitcast i32* @g to i16*
2721   %wideaddr = bitcast i32* @g to i64*
2722   %poison3 = load i16* %narrowaddr     ; Returns a poison value.
2723   %poison4 = load i64* %wideaddr       ; Returns a poison value.
2724
2725   %cmp = icmp slt i32 %poison, 0       ; Returns a poison value.
2726   br i1 %cmp, label %true, label %end  ; Branch to either destination.
2727
2728 true:
2729   store volatile i32 0, i32* @g        ; This is control-dependent on %cmp, so
2730                                        ; it has undefined behavior.
2731   br label %end
2732
2733 end:
2734   %p = phi i32 [ 0, %entry ], [ 1, %true ]
2735                                        ; Both edges into this PHI are
2736                                        ; control-dependent on %cmp, so this
2737                                        ; always results in a poison value.
2738
2739   store volatile i32 0, i32* @g        ; This would depend on the store in %true
2740                                        ; if %cmp is true, or the store in %entry
2741                                        ; otherwise, so this is undefined behavior.
2742
2743   br i1 %cmp, label %second_true, label %second_end
2744                                        ; The same branch again, but this time the
2745                                        ; true block doesn't have side effects.
2746
2747 second_true:
2748   ; No side effects!
2749   ret void
2750
2751 second_end:
2752   store volatile i32 0, i32* @g        ; This time, the instruction always depends
2753                                        ; on the store in %end. Also, it is
2754                                        ; control-equivalent to %end, so this is
2755                                        ; well-defined (ignoring earlier undefined
2756                                        ; behavior in this example).
2757 </pre>
2758
2759 </div>
2760
2761 <!-- ======================================================================= -->
2762 <h3>
2763   <a name="blockaddress">Addresses of Basic Blocks</a>
2764 </h3>
2765
2766 <div>
2767
2768 <p><b><tt>blockaddress(@function, %block)</tt></b></p>
2769
2770 <p>The '<tt>blockaddress</tt>' constant computes the address of the specified
2771    basic block in the specified function, and always has an i8* type.  Taking
2772    the address of the entry block is illegal.</p>
2773
2774 <p>This value only has defined behavior when used as an operand to the
2775    '<a href="#i_indirectbr"><tt>indirectbr</tt></a>' instruction, or for
2776    comparisons against null. Pointer equality tests between labels addresses
2777    results in undefined behavior &mdash; though, again, comparison against null
2778    is ok, and no label is equal to the null pointer. This may be passed around
2779    as an opaque pointer sized value as long as the bits are not inspected. This
2780    allows <tt>ptrtoint</tt> and arithmetic to be performed on these values so
2781    long as the original value is reconstituted before the <tt>indirectbr</tt>
2782    instruction.</p>
2783
2784 <p>Finally, some targets may provide defined semantics when using the value as
2785    the operand to an inline assembly, but that is target specific.</p>
2786
2787 </div>
2788
2789
2790 <!-- ======================================================================= -->
2791 <h3>
2792   <a name="constantexprs">Constant Expressions</a>
2793 </h3>
2794
2795 <div>
2796
2797 <p>Constant expressions are used to allow expressions involving other constants
2798    to be used as constants.  Constant expressions may be of
2799    any <a href="#t_firstclass">first class</a> type and may involve any LLVM
2800    operation that does not have side effects (e.g. load and call are not
2801    supported). The following is the syntax for constant expressions:</p>
2802
2803 <dl>
2804   <dt><b><tt>trunc (CST to TYPE)</tt></b></dt>
2805   <dd>Truncate a constant to another type. The bit size of CST must be larger
2806       than the bit size of TYPE. Both types must be integers.</dd>
2807
2808   <dt><b><tt>zext (CST to TYPE)</tt></b></dt>
2809   <dd>Zero extend a constant to another type. The bit size of CST must be
2810       smaller than the bit size of TYPE.  Both types must be integers.</dd>
2811
2812   <dt><b><tt>sext (CST to TYPE)</tt></b></dt>
2813   <dd>Sign extend a constant to another type. The bit size of CST must be
2814       smaller than the bit size of TYPE.  Both types must be integers.</dd>
2815
2816   <dt><b><tt>fptrunc (CST to TYPE)</tt></b></dt>
2817   <dd>Truncate a floating point constant to another floating point type. The
2818       size of CST must be larger than the size of TYPE. Both types must be
2819       floating point.</dd>
2820
2821   <dt><b><tt>fpext (CST to TYPE)</tt></b></dt>
2822   <dd>Floating point extend a constant to another type. The size of CST must be
2823       smaller or equal to the size of TYPE. Both types must be floating
2824       point.</dd>
2825
2826   <dt><b><tt>fptoui (CST to TYPE)</tt></b></dt>
2827   <dd>Convert a floating point constant to the corresponding unsigned integer
2828       constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST must be of
2829       scalar or vector floating point type. Both CST and TYPE must be scalars,
2830       or vectors of the same number of elements. If the value won't fit in the
2831       integer type, the results are undefined.</dd>
2832
2833   <dt><b><tt>fptosi (CST to TYPE)</tt></b></dt>
2834   <dd>Convert a floating point constant to the corresponding signed integer
2835       constant.  TYPE must be a scalar or vector integer type. CST must be of
2836       scalar or vector floating point type. Both CST and TYPE must be scalars,
2837       or vectors of the same number of elements. If the value won't fit in the
2838       integer type, the results are undefined.</dd>
2839
2840   <dt><b><tt>uitofp (CST to TYPE)</tt></b></dt>
2841   <dd>Convert an unsigned integer constant to the corresponding floating point
2842       constant. TYPE must be a scalar or vector floating point type. CST must be
2843       of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must be scalars, or
2844       vectors of the same number of elements. If the value won't fit in the
2845       floating point type, the results are undefined.</dd>
2846
2847   <dt><b><tt>sitofp (CST to TYPE)</tt></b></dt>
2848   <dd>Convert a signed integer constant to the corresponding floating point
2849       constant. TYPE must be a scalar or vector floating point type. CST must be
2850       of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must be scalars, or
2851       vectors of the same number of elements. If the value won't fit in the
2852       floating point type, the results are undefined.</dd>
2853
2854   <dt><b><tt>ptrtoint (CST to TYPE)</tt></b></dt>
2855   <dd>Convert a pointer typed constant to the corresponding integer constant
2856       <tt>TYPE</tt> must be an integer type. <tt>CST</tt> must be of pointer
2857       type. The <tt>CST</tt> value is zero extended, truncated, or unchanged to
2858       make it fit in <tt>TYPE</tt>.</dd>
2859
2860   <dt><b><tt>inttoptr (CST to TYPE)</tt></b></dt>
2861   <dd>Convert an integer constant to a pointer constant.  TYPE must be a pointer
2862       type.  CST must be of integer type. The CST value is zero extended,
2863       truncated, or unchanged to make it fit in a pointer size. This one is
2864       <i>really</i> dangerous!</dd>
2865
2866   <dt><b><tt>bitcast (CST to TYPE)</tt></b></dt>
2867   <dd>Convert a constant, CST, to another TYPE. The constraints of the operands
2868       are the same as those for the <a href="#i_bitcast">bitcast
2869       instruction</a>.</dd>
2870
2871   <dt><b><tt>getelementptr (CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)</tt></b></dt>
2872   <dt><b><tt>getelementptr inbounds (CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)</tt></b></dt>
2873   <dd>Perform the <a href="#i_getelementptr">getelementptr operation</a> on
2874       constants.  As with the <a href="#i_getelementptr">getelementptr</a>
2875       instruction, the index list may have zero or more indexes, which are
2876       required to make sense for the type of "CSTPTR".</dd>
2877
2878   <dt><b><tt>select (COND, VAL1, VAL2)</tt></b></dt>
2879   <dd>Perform the <a href="#i_select">select operation</a> on constants.</dd>
2880
2881   <dt><b><tt>icmp COND (VAL1, VAL2)</tt></b></dt>
2882   <dd>Performs the <a href="#i_icmp">icmp operation</a> on constants.</dd>
2883
2884   <dt><b><tt>fcmp COND (VAL1, VAL2)</tt></b></dt>
2885   <dd>Performs the <a href="#i_fcmp">fcmp operation</a> on constants.</dd>
2886
2887   <dt><b><tt>extractelement (VAL, IDX)</tt></b></dt>
2888   <dd>Perform the <a href="#i_extractelement">extractelement operation</a> on
2889       constants.</dd>
2890
2891   <dt><b><tt>insertelement (VAL, ELT, IDX)</tt></b></dt>
2892   <dd>Perform the <a href="#i_insertelement">insertelement operation</a> on
2893     constants.</dd>
2894
2895   <dt><b><tt>shufflevector (VEC1, VEC2, IDXMASK)</tt></b></dt>
2896   <dd>Perform the <a href="#i_shufflevector">shufflevector operation</a> on
2897       constants.</dd>
2898
2899   <dt><b><tt>extractvalue (VAL, IDX0, IDX1, ...)</tt></b></dt>
2900   <dd>Perform the <a href="#i_extractvalue">extractvalue operation</a> on
2901     constants. The index list is interpreted in a similar manner as indices in
2902     a '<a href="#i_getelementptr">getelementptr</a>' operation. At least one
2903     index value must be specified.</dd>
2904
2905   <dt><b><tt>insertvalue (VAL, ELT, IDX0, IDX1, ...)</tt></b></dt>
2906   <dd>Perform the <a href="#i_insertvalue">insertvalue operation</a> on
2907     constants. The index list is interpreted in a similar manner as indices in
2908     a '<a href="#i_getelementptr">getelementptr</a>' operation. At least one
2909     index value must be specified.</dd>
2910
2911   <dt><b><tt>OPCODE (LHS, RHS)</tt></b></dt>
2912   <dd>Perform the specified operation of the LHS and RHS constants. OPCODE may
2913       be any of the <a href="#binaryops">binary</a>
2914       or <a href="#bitwiseops">bitwise binary</a> operations.  The constraints
2915       on operands are the same as those for the corresponding instruction
2916       (e.g. no bitwise operations on floating point values are allowed).</dd>
2917 </dl>
2918
2919 </div>
2920
2921 </div>
2922
2923 <!-- *********************************************************************** -->
2924 <h2><a name="othervalues">Other Values</a></h2>
2925 <!-- *********************************************************************** -->
2926 <div>
2927 <!-- ======================================================================= -->
2928 <h3>
2929 <a name="inlineasm">Inline Assembler Expressions</a>
2930 </h3>
2931
2932 <div>
2933
2934 <p>LLVM supports inline assembler expressions (as opposed
2935    to <a href="#moduleasm">Module-Level Inline Assembly</a>) through the use of
2936    a special value.  This value represents the inline assembler as a string
2937    (containing the instructions to emit), a list of operand constraints (stored
2938    as a string), a flag that indicates whether or not the inline asm
2939    expression has side effects, and a flag indicating whether the function
2940    containing the asm needs to align its stack conservatively.  An example
2941    inline assembler expression is:</p>
2942
2943 <pre class="doc_code">
2944 i32 (i32) asm "bswap $0", "=r,r"
2945 </pre>
2946
2947 <p>Inline assembler expressions may <b>only</b> be used as the callee operand of
2948    a <a href="#i_call"><tt>call</tt></a> or an
2949    <a href="#i_invoke"><tt>invoke</tt></a> instruction.
2950    Thus, typically we have:</p>
2951
2952 <pre class="doc_code">
2953 %X = call i32 asm "<a href="#int_bswap">bswap</a> $0", "=r,r"(i32 %Y)
2954 </pre>
2955
2956 <p>Inline asms with side effects not visible in the constraint list must be
2957    marked as having side effects.  This is done through the use of the
2958    '<tt>sideeffect</tt>' keyword, like so:</p>
2959
2960 <pre class="doc_code">
2961 call void asm sideeffect "eieio", ""()
2962 </pre>
2963
2964 <p>In some cases inline asms will contain code that will not work unless the
2965    stack is aligned in some way, such as calls or SSE instructions on x86,
2966    yet will not contain code that does that alignment within the asm.
2967    The compiler should make conservative assumptions about what the asm might
2968    contain and should generate its usual stack alignment code in the prologue
2969    if the '<tt>alignstack</tt>' keyword is present:</p>
2970
2971 <pre class="doc_code">
2972 call void asm alignstack "eieio", ""()
2973 </pre>
2974
2975 <p>Inline asms also support using non-standard assembly dialects.  The assumed
2976    dialect is ATT.  When the '<tt>inteldialect</tt>' keyword is present, the
2977    inline asm is using the Intel dialect.  Currently, ATT and Intel are the
2978    only supported dialects.  An example is:</p>
2979
2980 <pre class="doc_code">
2981 call void asm inteldialect "eieio", ""()
2982 </pre>
2983
2984 <p>If multiple keywords appear the '<tt>sideeffect</tt>' keyword must come
2985    first, the '<tt>alignstack</tt>' keyword second and the
2986    '<tt>inteldialect</tt>' keyword last.</p>
2987
2988 <!--
2989 <p>TODO: The format of the asm and constraints string still need to be
2990    documented here.  Constraints on what can be done (e.g. duplication, moving,
2991    etc need to be documented).  This is probably best done by reference to
2992    another document that covers inline asm from a holistic perspective.</p>
2993   -->
2994
2995 <!-- _______________________________________________________________________ -->
2996 <h4>
2997   <a name="inlineasm_md">Inline Asm Metadata</a>
2998 </h4>
2999
3000 <div>
3001
3002 <p>The call instructions that wrap inline asm nodes may have a
3003    "<tt>!srcloc</tt>" MDNode attached to it that contains a list of constant
3004    integers.  If present, the code generator will use the integer as the
3005    location cookie value when report errors through the <tt>LLVMContext</tt>
3006    error reporting mechanisms.  This allows a front-end to correlate backend
3007    errors that occur with inline asm back to the source code that produced it.
3008    For example:</p>
3009
3010 <pre class="doc_code">
3011 call void asm sideeffect "something bad", ""()<b>, !srcloc !42</b>
3012 ...
3013 !42 = !{ i32 1234567 }
3014 </pre>
3015
3016 <p>It is up to the front-end to make sense of the magic numbers it places in the
3017    IR. If the MDNode contains multiple constants, the code generator will use
3018    the one that corresponds to the line of the asm that the error occurs on.</p>
3019
3020 </div>
3021
3022 </div>
3023
3024 <!-- ======================================================================= -->
3025 <h3>
3026   <a name="metadata">Metadata Nodes and Metadata Strings</a>
3027 </h3>
3028
3029 <div>
3030
3031 <p>LLVM IR allows metadata to be attached to instructions in the program that
3032    can convey extra information about the code to the optimizers and code
3033    generator.  One example application of metadata is source-level debug
3034    information.  There are two metadata primitives: strings and nodes. All
3035    metadata has the <tt>metadata</tt> type and is identified in syntax by a
3036    preceding exclamation point ('<tt>!</tt>').</p>
3037
3038 <p>A metadata string is a string surrounded by double quotes.  It can contain
3039    any character by escaping non-printable characters with "<tt>\xx</tt>" where
3040    "<tt>xx</tt>" is the two digit hex code.  For example:
3041    "<tt>!"test\00"</tt>".</p>
3042
3043 <p>Metadata nodes are represented with notation similar to structure constants
3044    (a comma separated list of elements, surrounded by braces and preceded by an
3045    exclamation point). Metadata nodes can have any values as their operand. For
3046    example:</p>
3047
3048 <div class="doc_code">
3049 <pre>
3050 !{ metadata !"test\00", i32 10}
3051 </pre>
3052 </div>
3053
3054 <p>A <a href="#namedmetadatastructure">named metadata</a> is a collection of
3055    metadata nodes, which can be looked up in the module symbol table. For
3056    example:</p>
3057
3058 <div class="doc_code">
3059 <pre>
3060 !foo =  metadata !{!4, !3}
3061 </pre>
3062 </div>
3063
3064 <p>Metadata can be used as function arguments. Here <tt>llvm.dbg.value</tt>
3065    function is using two metadata arguments:</p>
3066
3067 <div class="doc_code">
3068 <pre>
3069 call void @llvm.dbg.value(metadata !24, i64 0, metadata !25)
3070 </pre>
3071 </div>
3072
3073 <p>Metadata can be attached with an instruction. Here metadata <tt>!21</tt> is
3074    attached to the <tt>add</tt> instruction using the <tt>!dbg</tt>
3075    identifier:</p>
3076
3077 <div class="doc_code">
3078 <pre>
3079 %indvar.next = add i64 %indvar, 1, !dbg !21
3080 </pre>
3081 </div>
3082
3083 <p>More information about specific metadata nodes recognized by the optimizers
3084    and code generator is found below.</p>
3085
3086 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3087 <h4>
3088   <a name="tbaa">'<tt>tbaa</tt>' Metadata</a>
3089 </h4>
3090
3091 <div>
3092
3093 <p>In LLVM IR, memory does not have types, so LLVM's own type system is not
3094    suitable for doing TBAA. Instead, metadata is added to the IR to describe
3095    a type system of a higher level language. This can be used to implement
3096    typical C/C++ TBAA, but it can also be used to implement custom alias
3097    analysis behavior for other languages.</p>
3098
3099 <p>The current metadata format is very simple. TBAA metadata nodes have up to
3100    three fields, e.g.:</p>
3101
3102 <div class="doc_code">
3103 <pre>
3104 !0 = metadata !{ metadata !"an example type tree" }
3105 !1 = metadata !{ metadata !"int", metadata !0 }
3106 !2 = metadata !{ metadata !"float", metadata !0 }
3107 !3 = metadata !{ metadata !"const float", metadata !2, i64 1 }
3108 </pre>
3109 </div>
3110
3111 <p>The first field is an identity field. It can be any value, usually
3112    a metadata string, which uniquely identifies the type. The most important
3113    name in the tree is the name of the root node. Two trees with
3114    different root node names are entirely disjoint, even if they
3115    have leaves with common names.</p>
3116
3117 <p>The second field identifies the type's parent node in the tree, or
3118    is null or omitted for a root node. A type is considered to alias
3119    all of its descendants and all of its ancestors in the tree. Also,
3120    a type is considered to alias all types in other trees, so that
3121    bitcode produced from multiple front-ends is handled conservatively.</p>
3122
3123 <p>If the third field is present, it's an integer which if equal to 1
3124    indicates that the type is "constant" (meaning
3125    <tt>pointsToConstantMemory</tt> should return true; see
3126    <a href="AliasAnalysis.html#OtherItfs">other useful
3127    <tt>AliasAnalysis</tt> methods</a>).</p>
3128
3129 </div>
3130
3131 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3132 <h4>
3133   <a name="tbaa.struct">'<tt>tbaa.struct</tt>' Metadata</a>
3134 </h4>
3135
3136 <div>
3137
3138 <p>The <a href="#int_memcpy"><tt>llvm.memcpy</tt></a> is often used to implement
3139 aggregate assignment operations in C and similar languages, however it is
3140 defined to copy a contiguous region of memory, which is more than strictly
3141 necessary for aggregate types which contain holes due to padding. Also, it
3142 doesn't contain any TBAA information about the fields of the aggregate.</p>
3143
3144 <p><tt>!tbaa.struct</tt> metadata can describe which memory subregions in a memcpy
3145 are padding and what the TBAA tags of the struct are.</p>
3146
3147 <p>The current metadata format is very simple. <tt>!tbaa.struct</tt> metadata nodes
3148    are a list of operands which are in conceptual groups of three. For each
3149    group of three, the first operand gives the byte offset of a field in bytes,
3150    the second gives its size in bytes, and the third gives its
3151    tbaa tag. e.g.:</p>
3152
3153 <div class="doc_code">
3154 <pre>
3155 !4 = metadata !{ i64 0, i64 4, metadata !1, i64 8, i64 4, metadata !2 }
3156 </pre>
3157 </div>
3158
3159 <p>This describes a struct with two fields. The first is at offset 0 bytes
3160    with size 4 bytes, and has tbaa tag !1. The second is at offset 8 bytes
3161    and has size 4 bytes and has tbaa tag !2.</p>
3162
3163 <p>Note that the fields need not be contiguous. In this example, there is a
3164    4 byte gap between the two fields. This gap represents padding which
3165    does not carry useful data and need not be preserved.</p>
3166
3167 </div>
3168
3169 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3170 <h4>
3171   <a name="fpmath">'<tt>fpmath</tt>' Metadata</a>
3172 </h4>
3173
3174 <div>
3175
3176 <p><tt>fpmath</tt> metadata may be attached to any instruction of floating point
3177   type.  It can be used to express the maximum acceptable error in the result of
3178   that instruction, in ULPs, thus potentially allowing the compiler to use a
3179   more efficient but less accurate method of computing it.  ULP is defined as
3180   follows:</p>
3181
3182 <blockquote>
3183
3184 <p>If <tt>x</tt> is a real number that lies between two finite consecutive
3185    floating-point numbers <tt>a</tt> and <tt>b</tt>, without being equal to one
3186    of them, then <tt>ulp(x) = |b - a|</tt>, otherwise <tt>ulp(x)</tt> is the
3187    distance between the two non-equal finite floating-point numbers nearest
3188    <tt>x</tt>. Moreover, <tt>ulp(NaN)</tt> is <tt>NaN</tt>.</p>
3189
3190 </blockquote>
3191
3192 <p>The metadata node shall consist of a single positive floating point number
3193    representing the maximum relative error, for example:</p>
3194
3195 <div class="doc_code">
3196 <pre>
3197 !0 = metadata !{ float 2.5 } ; maximum acceptable inaccuracy is 2.5 ULPs
3198 </pre>
3199 </div>
3200
3201 </div>
3202
3203 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3204 <h4>
3205   <a name="range">'<tt>range</tt>' Metadata</a>
3206 </h4>
3207
3208 <div>
3209 <p><tt>range</tt> metadata may be attached only to loads of integer types. It
3210    expresses the possible ranges the loaded value is in. The ranges are
3211    represented with a flattened list of integers. The loaded value is known to
3212    be in the union of the ranges defined by each consecutive pair. Each pair
3213    has the following properties:</p>
3214 <ul>
3215    <li>The type must match the type loaded by the instruction.</li>
3216    <li>The pair <tt>a,b</tt> represents the range <tt>[a,b)</tt>.</li>
3217    <li>Both <tt>a</tt> and <tt>b</tt> are constants.</li>
3218    <li>The range is allowed to wrap.</li>
3219    <li>The range should not represent the full or empty set. That is,
3220        <tt>a!=b</tt>. </li>
3221 </ul>
3222 <p> In addition, the pairs must be in signed order of the lower bound and
3223   they must be non-contiguous.</p>
3224
3225 <p>Examples:</p>
3226 <div class="doc_code">
3227 <pre>
3228   %a = load i8* %x, align 1, !range !0 ; Can only be 0 or 1
3229   %b = load i8* %y, align 1, !range !1 ; Can only be 255 (-1), 0 or 1
3230   %c = load i8* %z, align 1, !range !2 ; Can only be 0, 1, 3, 4 or 5
3231   %d = load i8* %z, align 1, !range !3 ; Can only be -2, -1, 3, 4 or 5
3232 ...
3233 !0 = metadata !{ i8 0, i8 2 }
3234 !1 = metadata !{ i8 255, i8 2 }
3235 !2 = metadata !{ i8 0, i8 2, i8 3, i8 6 }
3236 !3 = metadata !{ i8 -2, i8 0, i8 3, i8 6 }
3237 </pre>
3238 </div>
3239 </div>
3240 </div>
3241
3242 </div>
3243
3244 <!-- *********************************************************************** -->
3245 <h2>
3246   <a name="module_flags">Module Flags Metadata</a>
3247 </h2>
3248 <!-- *********************************************************************** -->
3249
3250 <div>
3251
3252 <p>Information about the module as a whole is difficult to convey to LLVM's
3253    subsystems. The LLVM IR isn't sufficient to transmit this
3254    information. The <tt>llvm.module.flags</tt> named metadata exists in order to
3255    facilitate this. These flags are in the form of key / value pairs &mdash;
3256    much like a dictionary &mdash; making it easy for any subsystem who cares
3257    about a flag to look it up.</p>
3258
3259 <p>The <tt>llvm.module.flags</tt> metadata contains a list of metadata
3260    triplets. Each triplet has the following form:</p>
3261
3262 <ul>
3263   <li>The first element is a <i>behavior</i> flag, which specifies the behavior
3264       when two (or more) modules are merged together, and it encounters two (or
3265       more) metadata with the same ID. The supported behaviors are described
3266       below.</li>
3267
3268   <li>The second element is a metadata string that is a unique ID for the
3269       metadata. How each ID is interpreted is documented below.</li>
3270
3271   <li>The third element is the value of the flag.</li>
3272 </ul>
3273
3274 <p>When two (or more) modules are merged together, the resulting
3275    <tt>llvm.module.flags</tt> metadata is the union of the
3276    modules' <tt>llvm.module.flags</tt> metadata. The only exception being a flag
3277    with the <i>Override</i> behavior, which may override another flag's value
3278    (see below).</p>
3279
3280 <p>The following behaviors are supported:</p>
3281
3282 <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="4">
3283   <tbody>
3284     <tr>
3285       <th>Value</th>
3286       <th>Behavior</th>
3287     </tr>
3288     <tr>
3289       <td>1</td>
3290       <td align="left">
3291         <dl>
3292           <dt><b>Error</b></dt>
3293           <dd>Emits an error if two values disagree. It is an error to have an ID
3294               with both an Error and a Warning behavior.</dd>
3295         </dl>
3296       </td>
3297     </tr>
3298     <tr>
3299       <td>2</td>
3300       <td align="left">
3301         <dl>
3302           <dt><b>Warning</b></dt>
3303           <dd>Emits a warning if two values disagree.</dd>
3304         </dl>
3305       </td>
3306     </tr>
3307     <tr>
3308       <td>3</td>
3309       <td align="left">
3310         <dl>
3311           <dt><b>Require</b></dt>
3312           <dd>Emits an error when the specified value is not present or doesn't
3313               have the specified value. It is an error for two (or more)
3314               <tt>llvm.module.flags</tt> with the same ID to have the Require
3315               behavior but different values. There may be multiple Require flags
3316               per ID.</dd>
3317         </dl>
3318       </td>
3319     </tr>
3320     <tr>
3321       <td>4</td>
3322       <td align="left">
3323         <dl>
3324           <dt><b>Override</b></dt>
3325           <dd>Uses the specified value if the two values disagree. It is an
3326               error for two (or more) <tt>llvm.module.flags</tt> with the same
3327               ID to have the Override behavior but different values.</dd>
3328         </dl>
3329       </td>
3330     </tr>
3331   </tbody>
3332 </table>
3333
3334 <p>An example of module flags:</p>
3335
3336 <pre class="doc_code">
3337 !0 = metadata !{ i32 1, metadata !"foo", i32 1 }
3338 !1 = metadata !{ i32 4, metadata !"bar", i32 37 }
3339 !2 = metadata !{ i32 2, metadata !"qux", i32 42 }
3340 !3 = metadata !{ i32 3, metadata !"qux",
3341   metadata !{
3342     metadata !"foo", i32 1
3343   }
3344 }
3345 !llvm.module.flags = !{ !0, !1, !2, !3 }
3346 </pre>
3347
3348 <ul>
3349   <li><p>Metadata <tt>!0</tt> has the ID <tt>!"foo"</tt> and the value '1'. The
3350          behavior if two or more <tt>!"foo"</tt> flags are seen is to emit an
3351          error if their values are not equal.</p></li>
3352
3353   <li><p>Metadata <tt>!1</tt> has the ID <tt>!"bar"</tt> and the value '37'. The
3354          behavior if two or more <tt>!"bar"</tt> flags are seen is to use the
3355          value '37' if their values are not equal.</p></li>
3356
3357   <li><p>Metadata <tt>!2</tt> has the ID <tt>!"qux"</tt> and the value '42'. The
3358          behavior if two or more <tt>!"qux"</tt> flags are seen is to emit a
3359          warning if their values are not equal.</p></li>
3360
3361   <li><p>Metadata <tt>!3</tt> has the ID <tt>!"qux"</tt> and the value:</p>
3362
3363 <pre class="doc_code">
3364 metadata !{ metadata !"foo", i32 1 }
3365 </pre>
3366
3367       <p>The behavior is to emit an error if the <tt>llvm.module.flags</tt> does
3368          not contain a flag with the ID <tt>!"foo"</tt> that has the value
3369          '1'. If two or more <tt>!"qux"</tt> flags exist, then they must have
3370          the same value or an error will be issued.</p></li>
3371 </ul>
3372
3373
3374 <!-- ======================================================================= -->
3375 <h3>
3376 <a name="objc_gc_flags">Objective-C Garbage Collection Module Flags Metadata</a>
3377 </h3>
3378
3379 <div>
3380
3381 <p>On the Mach-O platform, Objective-C stores metadata about garbage collection
3382    in a special section called "image info". The metadata consists of a version
3383    number and a bitmask specifying what types of garbage collection are
3384    supported (if any) by the file. If two or more modules are linked together
3385    their garbage collection metadata needs to be merged rather than appended
3386    together.</p>
3387
3388 <p>The Objective-C garbage collection module flags metadata consists of the
3389    following key-value pairs:</p>
3390
3391 <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="4">
3392   <col width="30%">
3393   <tbody>
3394     <tr>
3395       <th>Key</th>
3396       <th>Value</th>
3397     </tr>
3398     <tr>
3399       <td><tt>Objective-C&nbsp;Version</tt></td>
3400       <td align="left"><b>[Required]</b> &mdash; The Objective-C ABI
3401          version. Valid values are 1 and 2.</td>
3402     </tr>
3403     <tr>
3404       <td><tt>Objective-C&nbsp;Image&nbsp;Info&nbsp;Version</tt></td>
3405       <td align="left"><b>[Required]</b> &mdash; The version of the image info
3406          section. Currently always 0.</td>
3407     </tr>
3408     <tr>
3409       <td><tt>Objective-C&nbsp;Image&nbsp;Info&nbsp;Section</tt></td>
3410       <td align="left"><b>[Required]</b> &mdash; The section to place the
3411          metadata. Valid values are <tt>"__OBJC, __image_info, regular"</tt> for
3412          Objective-C ABI version 1, and <tt>"__DATA,__objc_imageinfo, regular,
3413          no_dead_strip"</tt> for Objective-C ABI version 2.</td>
3414     </tr>
3415     <tr>
3416       <td><tt>Objective-C&nbsp;Garbage&nbsp;Collection</tt></td>
3417       <td align="left"><b>[Required]</b> &mdash; Specifies whether garbage
3418           collection is supported or not. Valid values are 0, for no garbage
3419           collection, and 2, for garbage collection supported.</td>
3420     </tr>
3421     <tr>
3422       <td><tt>Objective-C&nbsp;GC&nbsp;Only</tt></td>
3423       <td align="left"><b>[Optional]</b> &mdash; Specifies that only garbage
3424          collection is supported. If present, its value must be 6. This flag
3425          requires that the <tt>Objective-C Garbage Collection</tt> flag have the
3426          value 2.</td>
3427     </tr>
3428   </tbody>
3429 </table>
3430
3431 <p>Some important flag interactions:</p>
3432
3433 <ul>
3434   <li>If a module with <tt>Objective-C Garbage Collection</tt> set to 0 is
3435       merged with a module with <tt>Objective-C Garbage Collection</tt> set to
3436       2, then the resulting module has the <tt>Objective-C Garbage
3437       Collection</tt> flag set to 0.</li>
3438
3439   <li>A module with <tt>Objective-C Garbage Collection</tt> set to 0 cannot be
3440       merged with a module with <tt>Objective-C GC Only</tt> set to 6.</li>
3441 </ul>
3442
3443 </div>
3444
3445 </div>
3446
3447 <!-- *********************************************************************** -->
3448 <h2>
3449   <a name="intrinsic_globals">Intrinsic Global Variables</a>
3450 </h2>
3451 <!-- *********************************************************************** -->
3452 <div>
3453 <p>LLVM has a number of "magic" global variables that contain data that affect
3454 code generation or other IR semantics.  These are documented here.  All globals
3455 of this sort should have a section specified as "<tt>llvm.metadata</tt>".  This
3456 section and all globals that start with "<tt>llvm.</tt>" are reserved for use
3457 by LLVM.</p>
3458
3459 <!-- ======================================================================= -->
3460 <h3>
3461 <a name="intg_used">The '<tt>llvm.used</tt>' Global Variable</a>
3462 </h3>
3463
3464 <div>
3465
3466 <p>The <tt>@llvm.used</tt> global is an array with i8* element type which has <a
3467 href="#linkage_appending">appending linkage</a>.  This array contains a list of
3468 pointers to global variables and functions which may optionally have a pointer
3469 cast formed of bitcast or getelementptr.  For example, a legal use of it is:</p>
3470
3471 <div class="doc_code">
3472 <pre>
3473 @X = global i8 4
3474 @Y = global i32 123
3475
3476 @llvm.used = appending global [2 x i8*] [
3477    i8* @X,
3478    i8* bitcast (i32* @Y to i8*)
3479 ], section "llvm.metadata"
3480 </pre>
3481 </div>
3482
3483 <p>If a global variable appears in the <tt>@llvm.used</tt> list, then the
3484    compiler, assembler, and linker are required to treat the symbol as if there
3485    is a reference to the global that it cannot see.  For example, if a variable
3486    has internal linkage and no references other than that from
3487    the <tt>@llvm.used</tt> list, it cannot be deleted.  This is commonly used to
3488    represent references from inline asms and other things the compiler cannot
3489    "see", and corresponds to "<tt>attribute((used))</tt>" in GNU C.</p>
3490
3491 <p>On some targets, the code generator must emit a directive to the assembler or
3492    object file to prevent the assembler and linker from molesting the
3493    symbol.</p>
3494
3495 </div>
3496
3497 <!-- ======================================================================= -->
3498 <h3>
3499   <a name="intg_compiler_used">
3500     The '<tt>llvm.compiler.used</tt>' Global Variable
3501   </a>
3502 </h3>
3503
3504 <div>
3505
3506 <p>The <tt>@llvm.compiler.used</tt> directive is the same as the
3507    <tt>@llvm.used</tt> directive, except that it only prevents the compiler from
3508    touching the symbol.  On targets that support it, this allows an intelligent
3509    linker to optimize references to the symbol without being impeded as it would
3510    be by <tt>@llvm.used</tt>.</p>
3511
3512 <p>This is a rare construct that should only be used in rare circumstances, and
3513    should not be exposed to source languages.</p>
3514
3515 </div>
3516
3517 <!-- ======================================================================= -->
3518 <h3>
3519 <a name="intg_global_ctors">The '<tt>llvm.global_ctors</tt>' Global Variable</a>
3520 </h3>
3521
3522 <div>
3523
3524 <div class="doc_code">
3525 <pre>
3526 %0 = type { i32, void ()* }
3527 @llvm.global_ctors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @ctor }]
3528 </pre>
3529 </div>
3530
3531 <p>The <tt>@llvm.global_ctors</tt> array contains a list of constructor
3532    functions and associated priorities.  The functions referenced by this array
3533    will be called in ascending order of priority (i.e. lowest first) when the
3534    module is loaded.  The order of functions with the same priority is not
3535    defined.</p>
3536
3537 </div>
3538
3539 <!-- ======================================================================= -->
3540 <h3>
3541 <a name="intg_global_dtors">The '<tt>llvm.global_dtors</tt>' Global Variable</a>
3542 </h3>
3543
3544 <div>
3545
3546 <div class="doc_code">
3547 <pre>
3548 %0 = type { i32, void ()* }
3549 @llvm.global_dtors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @dtor }]
3550 </pre>
3551 </div>
3552
3553 <p>The <tt>@llvm.global_dtors</tt> array contains a list of destructor functions
3554    and associated priorities.  The functions referenced by this array will be
3555    called in descending order of priority (i.e. highest first) when the module
3556    is loaded.  The order of functions with the same priority is not defined.</p>
3557
3558 </div>
3559
3560 </div>
3561
3562 <!-- *********************************************************************** -->
3563 <h2><a name="instref">Instruction Reference</a></h2>
3564 <!-- *********************************************************************** -->
3565
3566 <div>
3567
3568 <p>The LLVM instruction set consists of several different classifications of
3569    instructions: <a href="#terminators">terminator
3570    instructions</a>, <a href="#binaryops">binary instructions</a>,
3571    <a href="#bitwiseops">bitwise binary instructions</a>,
3572    <a href="#memoryops">memory instructions</a>, and
3573    <a href="#otherops">other instructions</a>.</p>
3574
3575 <!-- ======================================================================= -->
3576 <h3>
3577   <a name="terminators">Terminator Instructions</a>
3578 </h3>
3579
3580 <div>
3581
3582 <p>As mentioned <a href="#functionstructure">previously</a>, every basic block
3583    in a program ends with a "Terminator" instruction, which indicates which
3584    block should be executed after the current block is finished. These
3585    terminator instructions typically yield a '<tt>void</tt>' value: they produce
3586    control flow, not values (the one exception being the
3587    '<a href="#i_invoke"><tt>invoke</tt></a>' instruction).</p>
3588
3589 <p>The terminator instructions are:
3590    '<a href="#i_ret"><tt>ret</tt></a>',
3591    '<a href="#i_br"><tt>br</tt></a>',
3592    '<a href="#i_switch"><tt>switch</tt></a>',
3593    '<a href="#i_indirectbr"><tt>indirectbr</tt></a>',
3594    '<a href="#i_invoke"><tt>invoke</tt></a>',
3595    '<a href="#i_resume"><tt>resume</tt></a>', and
3596    '<a href="#i_unreachable"><tt>unreachable</tt></a>'.</p>
3597
3598 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3599 <h4>
3600   <a name="i_ret">'<tt>ret</tt>' Instruction</a>
3601 </h4>
3602
3603 <div>
3604
3605 <h5>Syntax:</h5>
3606 <pre>
3607   ret &lt;type&gt; &lt;value&gt;       <i>; Return a value from a non-void function</i>
3608   ret void                 <i>; Return from void function</i>
3609 </pre>
3610
3611 <h5>Overview:</h5>
3612 <p>The '<tt>ret</tt>' instruction is used to return control flow (and optionally
3613    a value) from a function back to the caller.</p>
3614
3615 <p>There are two forms of the '<tt>ret</tt>' instruction: one that returns a
3616    value and then causes control flow, and one that just causes control flow to
3617    occur.</p>
3618
3619 <h5>Arguments:</h5>
3620 <p>The '<tt>ret</tt>' instruction optionally accepts a single argument, the
3621    return value. The type of the return value must be a
3622    '<a href="#t_firstclass">first class</a>' type.</p>
3623
3624 <p>A function is not <a href="#wellformed">well formed</a> if it it has a
3625    non-void return type and contains a '<tt>ret</tt>' instruction with no return
3626    value or a return value with a type that does not match its type, or if it
3627    has a void return type and contains a '<tt>ret</tt>' instruction with a
3628    return value.</p>
3629
3630 <h5>Semantics:</h5>
3631 <p>When the '<tt>ret</tt>' instruction is executed, control flow returns back to
3632    the calling function's context.  If the caller is a
3633    "<a href="#i_call"><tt>call</tt></a>" instruction, execution continues at the
3634    instruction after the call.  If the caller was an
3635    "<a href="#i_invoke"><tt>invoke</tt></a>" instruction, execution continues at
3636    the beginning of the "normal" destination block.  If the instruction returns
3637    a value, that value shall set the call or invoke instruction's return
3638    value.</p>
3639
3640 <h5>Example:</h5>
3641 <pre>
3642   ret i32 5                       <i>; Return an integer value of 5</i>
3643   ret void                        <i>; Return from a void function</i>
3644   ret { i32, i8 } { i32 4, i8 2 } <i>; Return a struct of values 4 and 2</i>
3645 </pre>
3646
3647 </div>
3648 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3649 <h4>
3650   <a name="i_br">'<tt>br</tt>' Instruction</a>
3651 </h4>
3652
3653 <div>
3654
3655 <h5>Syntax:</h5>
3656 <pre>
3657   br i1 &lt;cond&gt;, label &lt;iftrue&gt;, label &lt;iffalse&gt;
3658   br label &lt;dest&gt;          <i>; Unconditional branch</i>
3659 </pre>
3660
3661 <h5>Overview:</h5>
3662 <p>The '<tt>br</tt>' instruction is used to cause control flow to transfer to a
3663    different basic block in the current function.  There are two forms of this
3664    instruction, corresponding to a conditional branch and an unconditional
3665    branch.</p>
3666
3667 <h5>Arguments:</h5>
3668 <p>The conditional branch form of the '<tt>br</tt>' instruction takes a single
3669    '<tt>i1</tt>' value and two '<tt>label</tt>' values.  The unconditional form
3670    of the '<tt>br</tt>' instruction takes a single '<tt>label</tt>' value as a
3671    target.</p>
3672
3673 <h5>Semantics:</h5>
3674 <p>Upon execution of a conditional '<tt>br</tt>' instruction, the '<tt>i1</tt>'
3675    argument is evaluated.  If the value is <tt>true</tt>, control flows to the
3676    '<tt>iftrue</tt>' <tt>label</tt> argument.  If "cond" is <tt>false</tt>,
3677    control flows to the '<tt>iffalse</tt>' <tt>label</tt> argument.</p>
3678
3679 <h5>Example:</h5>
3680 <pre>
3681 Test:
3682   %cond = <a href="#i_icmp">icmp</a> eq i32 %a, %b
3683   br i1 %cond, label %IfEqual, label %IfUnequal
3684 IfEqual:
3685   <a href="#i_ret">ret</a> i32 1
3686 IfUnequal:
3687   <a href="#i_ret">ret</a> i32 0
3688 </pre>
3689
3690 </div>
3691
3692 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3693 <h4>
3694    <a name="i_switch">'<tt>switch</tt>' Instruction</a>
3695 </h4>
3696
3697 <div>
3698
3699 <h5>Syntax:</h5>
3700 <pre>
3701   switch &lt;intty&gt; &lt;value&gt;, label &lt;defaultdest&gt; [ &lt;intty&gt; &lt;val&gt;, label &lt;dest&gt; ... ]
3702 </pre>
3703
3704 <h5>Overview:</h5>
3705 <p>The '<tt>switch</tt>' instruction is used to transfer control flow to one of
3706    several different places.  It is a generalization of the '<tt>br</tt>'
3707    instruction, allowing a branch to occur to one of many possible
3708    destinations.</p>
3709
3710 <h5>Arguments:</h5>
3711 <p>The '<tt>switch</tt>' instruction uses three parameters: an integer
3712    comparison value '<tt>value</tt>', a default '<tt>label</tt>' destination,
3713    and an array of pairs of comparison value constants and '<tt>label</tt>'s.
3714    The table is not allowed to contain duplicate constant entries.</p>
3715
3716 <h5>Semantics:</h5>
3717 <p>The <tt>switch</tt> instruction specifies a table of values and
3718    destinations. When the '<tt>switch</tt>' instruction is executed, this table
3719    is searched for the given value.  If the value is found, control flow is
3720    transferred to the corresponding destination; otherwise, control flow is
3721    transferred to the default destination.</p>
3722
3723 <h5>Implementation:</h5>
3724 <p>Depending on properties of the target machine and the particular
3725    <tt>switch</tt> instruction, this instruction may be code generated in
3726    different ways.  For example, it could be generated as a series of chained
3727    conditional branches or with a lookup table.</p>
3728
3729 <h5>Example:</h5>
3730 <pre>
3731  <i>; Emulate a conditional br instruction</i>
3732  %Val = <a href="#i_zext">zext</a> i1 %value to i32
3733  switch i32 %Val, label %truedest [ i32 0, label %falsedest ]
3734
3735  <i>; Emulate an unconditional br instruction</i>
3736  switch i32 0, label %dest [ ]
3737
3738  <i>; Implement a jump table:</i>
3739  switch i32 %val, label %otherwise [ i32 0, label %onzero
3740                                      i32 1, label %onone
3741                                      i32 2, label %ontwo ]
3742 </pre>
3743
3744 </div>
3745
3746
3747 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3748 <h4>
3749    <a name="i_indirectbr">'<tt>indirectbr</tt>' Instruction</a>
3750 </h4>
3751
3752 <div>
3753
3754 <h5>Syntax:</h5>
3755 <pre>
3756   indirectbr &lt;somety&gt;* &lt;address&gt;, [ label &lt;dest1&gt;, label &lt;dest2&gt;, ... ]
3757 </pre>
3758
3759 <h5>Overview:</h5>
3760
3761 <p>The '<tt>indirectbr</tt>' instruction implements an indirect branch to a label
3762    within the current function, whose address is specified by
3763    "<tt>address</tt>".  Address must be derived from a <a
3764    href="#blockaddress">blockaddress</a> constant.</p>
3765
3766 <h5>Arguments:</h5>
3767
3768 <p>The '<tt>address</tt>' argument is the address of the label to jump to.  The
3769    rest of the arguments indicate the full set of possible destinations that the
3770    address may point to.  Blocks are allowed to occur multiple times in the
3771    destination list, though this isn't particularly useful.</p>
3772
3773 <p>This destination list is required so that dataflow analysis has an accurate
3774    understanding of the CFG.</p>
3775
3776 <h5>Semantics:</h5>
3777
3778 <p>Control transfers to the block specified in the address argument.  All
3779    possible destination blocks must be listed in the label list, otherwise this
3780    instruction has undefined behavior.  This implies that jumps to labels
3781    defined in other functions have undefined behavior as well.</p>
3782
3783 <h5>Implementation:</h5>
3784
3785 <p>This is typically implemented with a jump through a register.</p>
3786
3787 <h5>Example:</h5>
3788 <pre>
3789  indirectbr i8* %Addr, [ label %bb1, label %bb2, label %bb3 ]
3790 </pre>
3791
3792 </div>
3793
3794
3795 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3796 <h4>
3797   <a name="i_invoke">'<tt>invoke</tt>' Instruction</a>
3798 </h4>
3799
3800 <div>
3801
3802 <h5>Syntax:</h5>
3803 <pre>
3804   &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>]
3805                 to label &lt;normal label&gt; unwind label &lt;exception label&gt;
3806 </pre>
3807
3808 <h5>Overview:</h5>
3809 <p>The '<tt>invoke</tt>' instruction causes control to transfer to a specified
3810    function, with the possibility of control flow transfer to either the
3811    '<tt>normal</tt>' label or the '<tt>exception</tt>' label.  If the callee
3812    function returns with the "<tt><a href="#i_ret">ret</a></tt>" instruction,
3813    control flow will return to the "normal" label.  If the callee (or any
3814    indirect callees) returns via the "<a href="#i_resume"><tt>resume</tt></a>"
3815    instruction or other exception handling mechanism, control is interrupted and
3816    continued at the dynamically nearest "exception" label.</p>
3817
3818 <p>The '<tt>exception</tt>' label is a
3819    <i><a href="ExceptionHandling.html#overview">landing pad</a></i> for the
3820    exception. As such, '<tt>exception</tt>' label is required to have the
3821    "<a href="#i_landingpad"><tt>landingpad</tt></a>" instruction, which contains
3822    the information about the behavior of the program after unwinding
3823    happens, as its first non-PHI instruction. The restrictions on the
3824    "<tt>landingpad</tt>" instruction's tightly couples it to the
3825    "<tt>invoke</tt>" instruction, so that the important information contained
3826    within the "<tt>landingpad</tt>" instruction can't be lost through normal
3827    code motion.</p>
3828
3829 <h5>Arguments:</h5>
3830 <p>This instruction requires several arguments:</p>
3831
3832 <ol>
3833   <li>The optional "cconv" marker indicates which <a href="#callingconv">calling
3834       convention</a> the call should use.  If none is specified, the call
3835       defaults to using C calling conventions.</li>
3836
3837   <li>The optional <a href="#paramattrs">Parameter Attributes</a> list for
3838       return values. Only '<tt>zeroext</tt>', '<tt>signext</tt>', and
3839       '<tt>inreg</tt>' attributes are valid here.</li>
3840
3841   <li>'<tt>ptr to function ty</tt>': shall be the signature of the pointer to
3842       function value being invoked.  In most cases, this is a direct function
3843       invocation, but indirect <tt>invoke</tt>s are just as possible, branching
3844       off an arbitrary pointer to function value.</li>
3845
3846   <li>'<tt>function ptr val</tt>': An LLVM value containing a pointer to a
3847       function to be invoked. </li>
3848
3849   <li>'<tt>function args</tt>': argument list whose types match the function
3850       signature argument types and parameter attributes. All arguments must be
3851       of <a href="#t_firstclass">first class</a> type. If the function
3852       signature indicates the function accepts a variable number of arguments,
3853       the extra arguments can be specified.</li>
3854
3855   <li>'<tt>normal label</tt>': the label reached when the called function
3856       executes a '<tt><a href="#i_ret">ret</a></tt>' instruction. </li>
3857
3858   <li>'<tt>exception label</tt>': the label reached when a callee returns via
3859       the <a href="#i_resume"><tt>resume</tt></a> instruction or other exception
3860       handling mechanism.</li>
3861
3862   <li>The optional <a href="#fnattrs">function attributes</a> list. Only
3863       '<tt>noreturn</tt>', '<tt>nounwind</tt>', '<tt>readonly</tt>' and
3864       '<tt>readnone</tt>' attributes are valid here.</li>
3865 </ol>
3866
3867 <h5>Semantics:</h5>
3868 <p>This instruction is designed to operate as a standard
3869    '<tt><a href="#i_call">call</a></tt>' instruction in most regards.  The
3870    primary difference is that it establishes an association with a label, which
3871    is used by the runtime library to unwind the stack.</p>
3872
3873 <p>This instruction is used in languages with destructors to ensure that proper
3874    cleanup is performed in the case of either a <tt>longjmp</tt> or a thrown
3875    exception.  Additionally, this is important for implementation of
3876    '<tt>catch</tt>' clauses in high-level languages that support them.</p>
3877
3878 <p>For the purposes of the SSA form, the definition of the value returned by the
3879    '<tt>invoke</tt>' instruction is deemed to occur on the edge from the current
3880    block to the "normal" label. If the callee unwinds then no return value is
3881    available.</p>
3882
3883 <h5>Example:</h5>
3884 <pre>
3885   %retval = invoke i32 @Test(i32 15) to label %Continue
3886               unwind label %TestCleanup              <i>; {i32}:retval set</i>
3887   %retval = invoke <a href="#callingconv">coldcc</a> i32 %Testfnptr(i32 15) to label %Continue
3888               unwind label %TestCleanup              <i>; {i32}:retval set</i>
3889 </pre>
3890
3891 </div>
3892
3893  <!-- _______________________________________________________________________ -->
3894
3895 <h4>
3896   <a name="i_resume">'<tt>resume</tt>' Instruction</a>
3897 </h4>
3898
3899 <div>
3900
3901 <h5>Syntax:</h5>
3902 <pre>
3903   resume &lt;type&gt; &lt;value&gt;
3904 </pre>
3905
3906 <h5>Overview:</h5>
3907 <p>The '<tt>resume</tt>' instruction is a terminator instruction that has no
3908    successors.</p>
3909
3910 <h5>Arguments:</h5>
3911 <p>The '<tt>resume</tt>' instruction requires one argument, which must have the
3912    same type as the result of any '<tt>landingpad</tt>' instruction in the same
3913    function.</p>
3914
3915 <h5>Semantics:</h5>
3916 <p>The '<tt>resume</tt>' instruction resumes propagation of an existing
3917    (in-flight) exception whose unwinding was interrupted with
3918    a <a href="#i_landingpad"><tt>landingpad</tt></a> instruction.</p>
3919
3920 <h5>Example:</h5>
3921 <pre>
3922   resume { i8*, i32 } %exn
3923 </pre>
3924
3925 </div>
3926
3927 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3928
3929 <h4>
3930   <a name="i_unreachable">'<tt>unreachable</tt>' Instruction</a>
3931 </h4>
3932
3933 <div>
3934
3935 <h5>Syntax:</h5>
3936 <pre>
3937   unreachable
3938 </pre>
3939
3940 <h5>Overview:</h5>
3941 <p>The '<tt>unreachable</tt>' instruction has no defined semantics.  This
3942    instruction is used to inform the optimizer that a particular portion of the
3943    code is not reachable.  This can be used to indicate that the code after a
3944    no-return function cannot be reached, and other facts.</p>
3945
3946 <h5>Semantics:</h5>
3947 <p>The '<tt>unreachable</tt>' instruction has no defined semantics.</p>
3948
3949 </div>
3950
3951 </div>
3952
3953 <!-- ======================================================================= -->
3954 <h3>
3955   <a name="binaryops">Binary Operations</a>
3956 </h3>
3957
3958 <div>
3959
3960 <p>Binary operators are used to do most of the computation in a program.  They
3961    require two operands of the same type, execute an operation on them, and
3962    produce a single value.  The operands might represent multiple data, as is
3963    the case with the <a href="#t_vector">vector</a> data type.  The result value
3964    has the same type as its operands.</p>
3965
3966 <p>There are several different binary operators:</p>
3967
3968 <!-- _______________________________________________________________________ -->
3969 <h4>
3970   <a name="i_add">'<tt>add</tt>' Instruction</a>
3971 </h4>
3972
3973 <div>
3974
3975 <h5>Syntax:</h5>
3976 <pre>
3977   &lt;result&gt; = add &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;          <i>; yields {ty}:result</i>
3978   &lt;result&gt; = add nuw &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;      <i>; yields {ty}:result</i>
3979   &lt;result&gt; = add nsw &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;      <i>; yields {ty}:result</i>
3980   &lt;result&gt; = add nuw nsw &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;  <i>; yields {ty}:result</i>
3981 </pre>
3982
3983 <h5>Overview:</h5>
3984 <p>The '<tt>add</tt>' instruction returns the sum of its two operands.</p>
3985
3986 <h5>Arguments:</h5>
3987 <p>The two arguments to the '<tt>add</tt>' instruction must
3988    be <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of
3989    integer values. Both arguments must have identical types.</p>
3990
3991 <h5>Semantics:</h5>
3992 <p>The value produced is the integer sum of the two operands.</p>
3993
3994 <p>If the sum has unsigned overflow, the result returned is the mathematical
3995    result modulo 2<sup>n</sup>, where n is the bit width of the result.</p>
3996
3997 <p>Because LLVM integers use a two's complement representation, this instruction
3998    is appropriate for both signed and unsigned integers.</p>
3999
4000 <p><tt>nuw</tt> and <tt>nsw</tt> stand for &quot;No Unsigned Wrap&quot;
4001    and &quot;No Signed Wrap&quot;, respectively. If the <tt>nuw</tt> and/or
4002    <tt>nsw</tt> keywords are present, the result value of the <tt>add</tt>
4003    is a <a href="#poisonvalues">poison value</a> if unsigned and/or signed overflow,
4004    respectively, occurs.</p>
4005
4006 <h5>Example:</h5>
4007 <pre>
4008   &lt;result&gt; = add i32 4, %var          <i>; yields {i32}:result = 4 + %var</i>
4009 </pre>
4010
4011 </div>
4012
4013 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4014 <h4>
4015   <a name="i_fadd">'<tt>fadd</tt>' Instruction</a>
4016 </h4>
4017
4018 <div>
4019
4020 <h5>Syntax:</h5>
4021 <pre>
4022   &lt;result&gt; = fadd [fast-math flags]* &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4023 </pre>
4024
4025 <h5>Overview:</h5>
4026 <p>The '<tt>fadd</tt>' instruction returns the sum of its two operands.</p>
4027
4028 <h5>Arguments:</h5>
4029 <p>The two arguments to the '<tt>fadd</tt>' instruction must be
4030    <a href="#t_floating">floating point</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of
4031    floating point values. Both arguments must have identical types.</p>
4032
4033 <h5>Semantics:</h5>
4034   <p>The value produced is the floating point sum of the two operands.  This
4035   instruction can also take any number of <a href="#fastmath">fast-math
4036   flags</a>, which are optimization hints to enable otherwise unsafe floating
4037   point optimizations:</p>
4038
4039 <h5>Example:</h5>
4040 <pre>
4041   &lt;result&gt; = fadd float 4.0, %var          <i>; yields {float}:result = 4.0 + %var</i>
4042 </pre>
4043
4044 </div>
4045
4046 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4047 <h4>
4048    <a name="i_sub">'<tt>sub</tt>' Instruction</a>
4049 </h4>
4050
4051 <div>
4052
4053 <h5>Syntax:</h5>
4054 <pre>
4055   &lt;result&gt; = sub &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;          <i>; yields {ty}:result</i>
4056   &lt;result&gt; = sub nuw &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;      <i>; yields {ty}:result</i>
4057   &lt;result&gt; = sub nsw &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;      <i>; yields {ty}:result</i>
4058   &lt;result&gt; = sub nuw nsw &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;  <i>; yields {ty}:result</i>
4059 </pre>
4060
4061 <h5>Overview:</h5>
4062 <p>The '<tt>sub</tt>' instruction returns the difference of its two
4063    operands.</p>
4064
4065 <p>Note that the '<tt>sub</tt>' instruction is used to represent the
4066    '<tt>neg</tt>' instruction present in most other intermediate
4067    representations.</p>
4068
4069 <h5>Arguments:</h5>
4070 <p>The two arguments to the '<tt>sub</tt>' instruction must
4071    be <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of
4072    integer values.  Both arguments must have identical types.</p>
4073
4074 <h5>Semantics:</h5>
4075 <p>The value produced is the integer difference of the two operands.</p>
4076
4077 <p>If the difference has unsigned overflow, the result returned is the
4078    mathematical result modulo 2<sup>n</sup>, where n is the bit width of the
4079    result.</p>
4080
4081 <p>Because LLVM integers use a two's complement representation, this instruction
4082    is appropriate for both signed and unsigned integers.</p>
4083
4084 <p><tt>nuw</tt> and <tt>nsw</tt> stand for &quot;No Unsigned Wrap&quot;
4085    and &quot;No Signed Wrap&quot;, respectively. If the <tt>nuw</tt> and/or
4086    <tt>nsw</tt> keywords are present, the result value of the <tt>sub</tt>
4087    is a <a href="#poisonvalues">poison value</a> if unsigned and/or signed overflow,
4088    respectively, occurs.</p>
4089
4090 <h5>Example:</h5>
4091 <pre>
4092   &lt;result&gt; = sub i32 4, %var          <i>; yields {i32}:result = 4 - %var</i>
4093   &lt;result&gt; = sub i32 0, %val          <i>; yields {i32}:result = -%var</i>
4094 </pre>
4095
4096 </div>
4097
4098 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4099 <h4>
4100    <a name="i_fsub">'<tt>fsub</tt>' Instruction</a>
4101 </h4>
4102
4103 <div>
4104
4105 <h5>Syntax:</h5>
4106 <pre>
4107   &lt;result&gt; = fsub [fast-math flags]* &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4108 </pre>
4109
4110 <h5>Overview:</h5>
4111 <p>The '<tt>fsub</tt>' instruction returns the difference of its two
4112    operands.</p>
4113
4114 <p>Note that the '<tt>fsub</tt>' instruction is used to represent the
4115    '<tt>fneg</tt>' instruction present in most other intermediate
4116    representations.</p>
4117
4118 <h5>Arguments:</h5>
4119 <p>The two arguments to the '<tt>fsub</tt>' instruction must be
4120    <a href="#t_floating">floating point</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of
4121    floating point values.  Both arguments must have identical types.</p>
4122
4123 <h5>Semantics:</h5>
4124   <p>The value produced is the floating point difference of the two operands.
4125   This instruction can also take any number of <a href="#fastmath">fast-math
4126   flags</a>, which are optimization hints to enable otherwise unsafe floating
4127   point optimizations:</p>
4128
4129 <h5>Example:</h5>
4130 <pre>
4131   &lt;result&gt; = fsub float 4.0, %var           <i>; yields {float}:result = 4.0 - %var</i>
4132   &lt;result&gt; = fsub float -0.0, %val          <i>; yields {float}:result = -%var</i>
4133 </pre>
4134
4135 </div>
4136
4137 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4138 <h4>
4139   <a name="i_mul">'<tt>mul</tt>' Instruction</a>
4140 </h4>
4141
4142 <div>
4143
4144 <h5>Syntax:</h5>
4145 <pre>
4146   &lt;result&gt; = mul &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;          <i>; yields {ty}:result</i>
4147   &lt;result&gt; = mul nuw &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;      <i>; yields {ty}:result</i>
4148   &lt;result&gt; = mul nsw &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;      <i>; yields {ty}:result</i>
4149   &lt;result&gt; = mul nuw nsw &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;  <i>; yields {ty}:result</i>
4150 </pre>
4151
4152 <h5>Overview:</h5>
4153 <p>The '<tt>mul</tt>' instruction returns the product of its two operands.</p>
4154
4155 <h5>Arguments:</h5>
4156 <p>The two arguments to the '<tt>mul</tt>' instruction must
4157    be <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of
4158    integer values.  Both arguments must have identical types.</p>
4159
4160 <h5>Semantics:</h5>
4161 <p>The value produced is the integer product of the two operands.</p>
4162
4163 <p>If the result of the multiplication has unsigned overflow, the result
4164    returned is the mathematical result modulo 2<sup>n</sup>, where n is the bit
4165    width of the result.</p>
4166
4167 <p>Because LLVM integers use a two's complement representation, and the result
4168    is the same width as the operands, this instruction returns the correct
4169    result for both signed and unsigned integers.  If a full product
4170    (e.g. <tt>i32</tt>x<tt>i32</tt>-><tt>i64</tt>) is needed, the operands should
4171    be sign-extended or zero-extended as appropriate to the width of the full
4172    product.</p>
4173
4174 <p><tt>nuw</tt> and <tt>nsw</tt> stand for &quot;No Unsigned Wrap&quot;
4175    and &quot;No Signed Wrap&quot;, respectively. If the <tt>nuw</tt> and/or
4176    <tt>nsw</tt> keywords are present, the result value of the <tt>mul</tt>
4177    is a <a href="#poisonvalues">poison value</a> if unsigned and/or signed overflow,
4178    respectively, occurs.</p>
4179
4180 <h5>Example:</h5>
4181 <pre>
4182   &lt;result&gt; = mul i32 4, %var          <i>; yields {i32}:result = 4 * %var</i>
4183 </pre>
4184
4185 </div>
4186
4187 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4188 <h4>
4189   <a name="i_fmul">'<tt>fmul</tt>' Instruction</a>
4190 </h4>
4191
4192 <div>
4193
4194 <h5>Syntax:</h5>
4195 <pre>
4196   &lt;result&gt; = fmul [fast-math flags]* &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4197 </pre>
4198
4199 <h5>Overview:</h5>
4200 <p>The '<tt>fmul</tt>' instruction returns the product of its two operands.</p>
4201
4202 <h5>Arguments:</h5>
4203 <p>The two arguments to the '<tt>fmul</tt>' instruction must be
4204    <a href="#t_floating">floating point</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of
4205    floating point values.  Both arguments must have identical types.</p>
4206
4207 <h5>Semantics:</h5>
4208   <p>The value produced is the floating point product of the two operands.  This
4209   instruction can also take any number of <a href="#fastmath">fast-math
4210   flags</a>, which are optimization hints to enable otherwise unsafe floating
4211   point optimizations:</p>
4212
4213 <h5>Example:</h5>
4214 <pre>
4215   &lt;result&gt; = fmul float 4.0, %var          <i>; yields {float}:result = 4.0 * %var</i>
4216 </pre>
4217
4218 </div>
4219
4220 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4221 <h4>
4222   <a name="i_udiv">'<tt>udiv</tt>' Instruction</a>
4223 </h4>
4224
4225 <div>
4226
4227 <h5>Syntax:</h5>
4228 <pre>
4229   &lt;result&gt; = udiv &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;         <i>; yields {ty}:result</i>
4230   &lt;result&gt; = udiv exact &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4231 </pre>
4232
4233 <h5>Overview:</h5>
4234 <p>The '<tt>udiv</tt>' instruction returns the quotient of its two operands.</p>
4235
4236 <h5>Arguments:</h5>
4237 <p>The two arguments to the '<tt>udiv</tt>' instruction must be
4238    <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of integer
4239    values.  Both arguments must have identical types.</p>
4240
4241 <h5>Semantics:</h5>
4242 <p>The value produced is the unsigned integer quotient of the two operands.</p>
4243
4244 <p>Note that unsigned integer division and signed integer division are distinct
4245    operations; for signed integer division, use '<tt>sdiv</tt>'.</p>
4246
4247 <p>Division by zero leads to undefined behavior.</p>
4248
4249 <p>If the <tt>exact</tt> keyword is present, the result value of the
4250    <tt>udiv</tt> is a <a href="#poisonvalues">poison value</a> if %op1 is not a
4251   multiple of %op2 (as such, "((a udiv exact b) mul b) == a").</p>
4252
4253
4254 <h5>Example:</h5>
4255 <pre>
4256   &lt;result&gt; = udiv i32 4, %var          <i>; yields {i32}:result = 4 / %var</i>
4257 </pre>
4258
4259 </div>
4260
4261 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4262 <h4>
4263   <a name="i_sdiv">'<tt>sdiv</tt>' Instruction</a>
4264 </h4>
4265
4266 <div>
4267
4268 <h5>Syntax:</h5>
4269 <pre>
4270   &lt;result&gt; = sdiv &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;         <i>; yields {ty}:result</i>
4271   &lt;result&gt; = sdiv exact &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4272 </pre>
4273
4274 <h5>Overview:</h5>
4275 <p>The '<tt>sdiv</tt>' instruction returns the quotient of its two operands.</p>
4276
4277 <h5>Arguments:</h5>
4278 <p>The two arguments to the '<tt>sdiv</tt>' instruction must be
4279    <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of integer
4280    values.  Both arguments must have identical types.</p>
4281
4282 <h5>Semantics:</h5>
4283 <p>The value produced is the signed integer quotient of the two operands rounded
4284    towards zero.</p>
4285
4286 <p>Note that signed integer division and unsigned integer division are distinct
4287    operations; for unsigned integer division, use '<tt>udiv</tt>'.</p>
4288
4289 <p>Division by zero leads to undefined behavior. Overflow also leads to
4290    undefined behavior; this is a rare case, but can occur, for example, by doing
4291    a 32-bit division of -2147483648 by -1.</p>
4292
4293 <p>If the <tt>exact</tt> keyword is present, the result value of the
4294    <tt>sdiv</tt> is a <a href="#poisonvalues">poison value</a> if the result would
4295    be rounded.</p>
4296
4297 <h5>Example:</h5>
4298 <pre>
4299   &lt;result&gt; = sdiv i32 4, %var          <i>; yields {i32}:result = 4 / %var</i>
4300 </pre>
4301
4302 </div>
4303
4304 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4305 <h4>
4306   <a name="i_fdiv">'<tt>fdiv</tt>' Instruction</a>
4307 </h4>
4308
4309 <div>
4310
4311 <h5>Syntax:</h5>
4312 <pre>
4313   &lt;result&gt; = fdiv [fast-math flags]* &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4314 </pre>
4315
4316 <h5>Overview:</h5>
4317 <p>The '<tt>fdiv</tt>' instruction returns the quotient of its two operands.</p>
4318
4319 <h5>Arguments:</h5>
4320 <p>The two arguments to the '<tt>fdiv</tt>' instruction must be
4321    <a href="#t_floating">floating point</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of
4322    floating point values.  Both arguments must have identical types.</p>
4323
4324 <h5>Semantics:</h5>
4325   <p>The value produced is the floating point quotient of the two operands. This
4326   instruction can also take any number of <a href="#fastmath">fast-math
4327   flags</a>, which are optimization hints to enable otherwise unsafe floating
4328   point optimizations:</p>
4329 </p>
4330
4331 <h5>Example:</h5>
4332 <pre>
4333   &lt;result&gt; = fdiv float 4.0, %var          <i>; yields {float}:result = 4.0 / %var</i>
4334 </pre>
4335
4336 </div>
4337
4338 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4339 <h4>
4340   <a name="i_urem">'<tt>urem</tt>' Instruction</a>
4341 </h4>
4342
4343 <div>
4344
4345 <h5>Syntax:</h5>
4346 <pre>
4347   &lt;result&gt; = urem &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4348 </pre>
4349
4350 <h5>Overview:</h5>
4351 <p>The '<tt>urem</tt>' instruction returns the remainder from the unsigned
4352    division of its two arguments.</p>
4353
4354 <h5>Arguments:</h5>
4355 <p>The two arguments to the '<tt>urem</tt>' instruction must be
4356    <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of integer
4357    values.  Both arguments must have identical types.</p>
4358
4359 <h5>Semantics:</h5>
4360 <p>This instruction returns the unsigned integer <i>remainder</i> of a division.
4361    This instruction always performs an unsigned division to get the
4362    remainder.</p>
4363
4364 <p>Note that unsigned integer remainder and signed integer remainder are
4365    distinct operations; for signed integer remainder, use '<tt>srem</tt>'.</p>
4366
4367 <p>Taking the remainder of a division by zero leads to undefined behavior.</p>
4368
4369 <h5>Example:</h5>
4370 <pre>
4371   &lt;result&gt; = urem i32 4, %var          <i>; yields {i32}:result = 4 % %var</i>
4372 </pre>
4373
4374 </div>
4375
4376 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4377 <h4>
4378   <a name="i_srem">'<tt>srem</tt>' Instruction</a>
4379 </h4>
4380
4381 <div>
4382
4383 <h5>Syntax:</h5>
4384 <pre>
4385   &lt;result&gt; = srem &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4386 </pre>
4387
4388 <h5>Overview:</h5>
4389 <p>The '<tt>srem</tt>' instruction returns the remainder from the signed
4390    division of its two operands. This instruction can also take
4391    <a href="#t_vector">vector</a> versions of the values in which case the
4392    elements must be integers.</p>
4393
4394 <h5>Arguments:</h5>
4395 <p>The two arguments to the '<tt>srem</tt>' instruction must be
4396    <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of integer
4397    values.  Both arguments must have identical types.</p>
4398
4399 <h5>Semantics:</h5>
4400 <p>This instruction returns the <i>remainder</i> of a division (where the result
4401    is either zero or has the same sign as the dividend, <tt>op1</tt>), not the
4402    <i>modulo</i> operator (where the result is either zero or has the same sign
4403    as the divisor, <tt>op2</tt>) of a value.
4404    For more information about the difference,
4405    see <a href="http://mathforum.org/dr.math/problems/anne.4.28.99.html">The
4406    Math Forum</a>. For a table of how this is implemented in various languages,
4407    please see <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Modulo_operation">
4408    Wikipedia: modulo operation</a>.</p>
4409
4410 <p>Note that signed integer remainder and unsigned integer remainder are
4411    distinct operations; for unsigned integer remainder, use '<tt>urem</tt>'.</p>
4412
4413 <p>Taking the remainder of a division by zero leads to undefined behavior.
4414    Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
4415    occur, for example, by taking the remainder of a 32-bit division of
4416    -2147483648 by -1.  (The remainder doesn't actually overflow, but this rule
4417    lets srem be implemented using instructions that return both the result of
4418    the division and the remainder.)</p>
4419
4420 <h5>Example:</h5>
4421 <pre>
4422   &lt;result&gt; = srem i32 4, %var          <i>; yields {i32}:result = 4 % %var</i>
4423 </pre>
4424
4425 </div>
4426
4427 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4428 <h4>
4429   <a name="i_frem">'<tt>frem</tt>' Instruction</a>
4430 </h4>
4431
4432 <div>
4433
4434 <h5>Syntax:</h5>
4435 <pre>
4436   &lt;result&gt; = frem [fast-math flags]* &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4437 </pre>
4438
4439 <h5>Overview:</h5>
4440 <p>The '<tt>frem</tt>' instruction returns the remainder from the division of
4441    its two operands.</p>
4442
4443 <h5>Arguments:</h5>
4444 <p>The two arguments to the '<tt>frem</tt>' instruction must be
4445    <a href="#t_floating">floating point</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of
4446    floating point values.  Both arguments must have identical types.</p>
4447
4448 <h5>Semantics:</h5>
4449   <p>This instruction returns the <i>remainder</i> of a division.  The remainder
4450    has the same sign as the dividend.  This instruction can also take any number
4451    of <a href="#fastmath">fast-math flags</a>, which are optimization hints to
4452    enable otherwise unsafe floating point optimizations:</p>
4453
4454 <h5>Example:</h5>
4455 <pre>
4456   &lt;result&gt; = frem float 4.0, %var          <i>; yields {float}:result = 4.0 % %var</i>
4457 </pre>
4458
4459 </div>
4460
4461 </div>
4462
4463 <!-- ======================================================================= -->
4464 <h3>
4465   <a name="bitwiseops">Bitwise Binary Operations</a>
4466 </h3>
4467
4468 <div>
4469
4470 <p>Bitwise binary operators are used to do various forms of bit-twiddling in a
4471    program.  They are generally very efficient instructions and can commonly be
4472    strength reduced from other instructions.  They require two operands of the
4473    same type, execute an operation on them, and produce a single value.  The
4474    resulting value is the same type as its operands.</p>
4475
4476 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4477 <h4>
4478   <a name="i_shl">'<tt>shl</tt>' Instruction</a>
4479 </h4>
4480
4481 <div>
4482
4483 <h5>Syntax:</h5>
4484 <pre>
4485   &lt;result&gt; = shl &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;           <i>; yields {ty}:result</i>
4486   &lt;result&gt; = shl nuw &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;       <i>; yields {ty}:result</i>
4487   &lt;result&gt; = shl nsw &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;       <i>; yields {ty}:result</i>
4488   &lt;result&gt; = shl nuw nsw &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4489 </pre>
4490
4491 <h5>Overview:</h5>
4492 <p>The '<tt>shl</tt>' instruction returns the first operand shifted to the left
4493    a specified number of bits.</p>
4494
4495 <h5>Arguments:</h5>
4496 <p>Both arguments to the '<tt>shl</tt>' instruction must be the
4497     same <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of
4498     integer type.  '<tt>op2</tt>' is treated as an unsigned value.</p>
4499
4500 <h5>Semantics:</h5>
4501 <p>The value produced is <tt>op1</tt> * 2<sup><tt>op2</tt></sup> mod
4502    2<sup>n</sup>, where <tt>n</tt> is the width of the result.  If <tt>op2</tt>
4503    is (statically or dynamically) negative or equal to or larger than the number
4504    of bits in <tt>op1</tt>, the result is undefined.  If the arguments are
4505    vectors, each vector element of <tt>op1</tt> is shifted by the corresponding
4506    shift amount in <tt>op2</tt>.</p>
4507
4508 <p>If the <tt>nuw</tt> keyword is present, then the shift produces a
4509    <a href="#poisonvalues">poison value</a> if it shifts out any non-zero bits.  If
4510    the <tt>nsw</tt> keyword is present, then the shift produces a
4511    <a href="#poisonvalues">poison value</a> if it shifts out any bits that disagree
4512    with the resultant sign bit.  As such, NUW/NSW have the same semantics as
4513    they would if the shift were expressed as a mul instruction with the same
4514    nsw/nuw bits in (mul %op1, (shl 1, %op2)).</p>
4515
4516 <h5>Example:</h5>
4517 <pre>
4518   &lt;result&gt; = shl i32 4, %var   <i>; yields {i32}: 4 &lt;&lt; %var</i>
4519   &lt;result&gt; = shl i32 4, 2      <i>; yields {i32}: 16</i>
4520   &lt;result&gt; = shl i32 1, 10     <i>; yields {i32}: 1024</i>
4521   &lt;result&gt; = shl i32 1, 32     <i>; undefined</i>
4522   &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>
4523 </pre>
4524
4525 </div>
4526
4527 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4528 <h4>
4529   <a name="i_lshr">'<tt>lshr</tt>' Instruction</a>
4530 </h4>
4531
4532 <div>
4533
4534 <h5>Syntax:</h5>
4535 <pre>
4536   &lt;result&gt; = lshr &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;         <i>; yields {ty}:result</i>
4537   &lt;result&gt; = lshr exact &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4538 </pre>
4539
4540 <h5>Overview:</h5>
4541 <p>The '<tt>lshr</tt>' instruction (logical shift right) returns the first
4542    operand shifted to the right a specified number of bits with zero fill.</p>
4543
4544 <h5>Arguments:</h5>
4545 <p>Both arguments to the '<tt>lshr</tt>' instruction must be the same
4546    <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of integer
4547    type. '<tt>op2</tt>' is treated as an unsigned value.</p>
4548
4549 <h5>Semantics:</h5>
4550 <p>This instruction always performs a logical shift right operation. The most
4551    significant bits of the result will be filled with zero bits after the shift.
4552    If <tt>op2</tt> is (statically or dynamically) equal to or larger than the
4553    number of bits in <tt>op1</tt>, the result is undefined. If the arguments are
4554    vectors, each vector element of <tt>op1</tt> is shifted by the corresponding
4555    shift amount in <tt>op2</tt>.</p>
4556
4557 <p>If the <tt>exact</tt> keyword is present, the result value of the
4558    <tt>lshr</tt> is a <a href="#poisonvalues">poison value</a> if any of the bits
4559    shifted out are non-zero.</p>
4560
4561
4562 <h5>Example:</h5>
4563 <pre>
4564   &lt;result&gt; = lshr i32 4, 1   <i>; yields {i32}:result = 2</i>
4565   &lt;result&gt; = lshr i32 4, 2   <i>; yields {i32}:result = 1</i>
4566   &lt;result&gt; = lshr i8  4, 3   <i>; yields {i8}:result = 0</i>
4567   &lt;result&gt; = lshr i8 -2, 1   <i>; yields {i8}:result = 0x7FFFFFFF </i>
4568   &lt;result&gt; = lshr i32 1, 32  <i>; undefined</i>
4569   &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>
4570 </pre>
4571
4572 </div>
4573
4574 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4575 <h4>
4576   <a name="i_ashr">'<tt>ashr</tt>' Instruction</a>
4577 </h4>
4578
4579 <div>
4580
4581 <h5>Syntax:</h5>
4582 <pre>
4583   &lt;result&gt; = ashr &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;         <i>; yields {ty}:result</i>
4584   &lt;result&gt; = ashr exact &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4585 </pre>
4586
4587 <h5>Overview:</h5>
4588 <p>The '<tt>ashr</tt>' instruction (arithmetic shift right) returns the first
4589    operand shifted to the right a specified number of bits with sign
4590    extension.</p>
4591
4592 <h5>Arguments:</h5>
4593 <p>Both arguments to the '<tt>ashr</tt>' instruction must be the same
4594    <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of integer
4595    type.  '<tt>op2</tt>' is treated as an unsigned value.</p>
4596
4597 <h5>Semantics:</h5>
4598 <p>This instruction always performs an arithmetic shift right operation, The
4599    most significant bits of the result will be filled with the sign bit
4600    of <tt>op1</tt>.  If <tt>op2</tt> is (statically or dynamically) equal to or
4601    larger than the number of bits in <tt>op1</tt>, the result is undefined. If
4602    the arguments are vectors, each vector element of <tt>op1</tt> is shifted by
4603    the corresponding shift amount in <tt>op2</tt>.</p>
4604
4605 <p>If the <tt>exact</tt> keyword is present, the result value of the
4606    <tt>ashr</tt> is a <a href="#poisonvalues">poison value</a> if any of the bits
4607    shifted out are non-zero.</p>
4608
4609 <h5>Example:</h5>
4610 <pre>
4611   &lt;result&gt; = ashr i32 4, 1   <i>; yields {i32}:result = 2</i>
4612   &lt;result&gt; = ashr i32 4, 2   <i>; yields {i32}:result = 1</i>
4613   &lt;result&gt; = ashr i8  4, 3   <i>; yields {i8}:result = 0</i>
4614   &lt;result&gt; = ashr i8 -2, 1   <i>; yields {i8}:result = -1</i>
4615   &lt;result&gt; = ashr i32 1, 32  <i>; undefined</i>
4616   &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>
4617 </pre>
4618
4619 </div>
4620
4621 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4622 <h4>
4623   <a name="i_and">'<tt>and</tt>' Instruction</a>
4624 </h4>
4625
4626 <div>
4627
4628 <h5>Syntax:</h5>
4629 <pre>
4630   &lt;result&gt; = and &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4631 </pre>
4632
4633 <h5>Overview:</h5>
4634 <p>The '<tt>and</tt>' instruction returns the bitwise logical and of its two
4635    operands.</p>
4636
4637 <h5>Arguments:</h5>
4638 <p>The two arguments to the '<tt>and</tt>' instruction must be
4639    <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of integer
4640    values.  Both arguments must have identical types.</p>
4641
4642 <h5>Semantics:</h5>
4643 <p>The truth table used for the '<tt>and</tt>' instruction is:</p>
4644
4645 <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="4">
4646   <tbody>
4647     <tr>
4648       <th>In0</th>
4649       <th>In1</th>
4650       <th>Out</th>
4651     </tr>
4652     <tr>
4653       <td>0</td>
4654       <td>0</td>
4655       <td>0</td>
4656     </tr>
4657     <tr>
4658       <td>0</td>
4659       <td>1</td>
4660       <td>0</td>
4661     </tr>
4662     <tr>
4663       <td>1</td>
4664       <td>0</td>
4665       <td>0</td>
4666     </tr>
4667     <tr>
4668       <td>1</td>
4669       <td>1</td>
4670       <td>1</td>
4671     </tr>
4672   </tbody>
4673 </table>
4674
4675 <h5>Example:</h5>
4676 <pre>
4677   &lt;result&gt; = and i32 4, %var         <i>; yields {i32}:result = 4 &amp; %var</i>
4678   &lt;result&gt; = and i32 15, 40          <i>; yields {i32}:result = 8</i>
4679   &lt;result&gt; = and i32 4, 8            <i>; yields {i32}:result = 0</i>
4680 </pre>
4681 </div>
4682 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4683 <h4>
4684   <a name="i_or">'<tt>or</tt>' Instruction</a>
4685 </h4>
4686
4687 <div>
4688
4689 <h5>Syntax:</h5>
4690 <pre>
4691   &lt;result&gt; = or &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4692 </pre>
4693
4694 <h5>Overview:</h5>
4695 <p>The '<tt>or</tt>' instruction returns the bitwise logical inclusive or of its
4696    two operands.</p>
4697
4698 <h5>Arguments:</h5>
4699 <p>The two arguments to the '<tt>or</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>or</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>1</td>
4732     </tr>
4733   </tbody>
4734 </table>
4735
4736 <h5>Example:</h5>
4737 <pre>
4738   &lt;result&gt; = or i32 4, %var         <i>; yields {i32}:result = 4 | %var</i>
4739   &lt;result&gt; = or i32 15, 40          <i>; yields {i32}:result = 47</i>
4740   &lt;result&gt; = or i32 4, 8            <i>; yields {i32}:result = 12</i>
4741 </pre>
4742
4743 </div>
4744
4745 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4746 <h4>
4747   <a name="i_xor">'<tt>xor</tt>' Instruction</a>
4748 </h4>
4749
4750 <div>
4751
4752 <h5>Syntax:</h5>
4753 <pre>
4754   &lt;result&gt; = xor &lt;ty&gt; &lt;op1&gt;, &lt;op2&gt;   <i>; yields {ty}:result</i>
4755 </pre>
4756
4757 <h5>Overview:</h5>
4758 <p>The '<tt>xor</tt>' instruction returns the bitwise logical exclusive or of
4759    its two operands.  The <tt>xor</tt> is used to implement the "one's
4760    complement" operation, which is the "~" operator in C.</p>
4761
4762 <h5>Arguments:</h5>
4763 <p>The two arguments to the '<tt>xor</tt>' instruction must be
4764    <a href="#t_integer">integer</a> or <a href="#t_vector">vector</a> of integer
4765    values.  Both arguments must have identical types.</p>
4766
4767 <h5>Semantics:</h5>
4768 <p>The truth table used for the '<tt>xor</tt>' instruction is:</p>
4769
4770 <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="4">
4771   <tbody>
4772     <tr>
4773       <th>In0</th>
4774       <th>In1</th>
4775       <th>Out</th>
4776     </tr>
4777     <tr>
4778       <td>0</td>
4779       <td>0</td>
4780       <td>0</td>
4781     </tr>
4782     <tr>
4783       <td>0</td>
4784       <td>1</td>
4785       <td>1</td>
4786     </tr>
4787     <tr>
4788       <td>1</td>
4789       <td>0</td>
4790       <td>1</td>
4791     </tr>
4792     <tr>
4793       <td>1</td>
4794       <td>1</td>
4795       <td>0</td>
4796     </tr>
4797   </tbody>
4798 </table>
4799
4800 <h5>Example:</h5>
4801 <pre>
4802   &lt;result&gt; = xor i32 4, %var         <i>; yields {i32}:result = 4 ^ %var</i>
4803   &lt;result&gt; = xor i32 15, 40          <i>; yields {i32}:result = 39</i>
4804   &lt;result&gt; = xor i32 4, 8            <i>; yields {i32}:result = 12</i>
4805   &lt;result&gt; = xor i32 %V, -1          <i>; yields {i32}:result = ~%V</i>
4806 </pre>
4807
4808 </div>
4809
4810 </div>
4811
4812 <!-- ======================================================================= -->
4813 <h3>
4814   <a name="vectorops">Vector Operations</a>
4815 </h3>
4816
4817 <div>
4818
4819 <p>LLVM supports several instructions to represent vector operations in a
4820    target-independent manner.  These instructions cover the element-access and
4821    vector-specific operations needed to process vectors effectively.  While LLVM
4822    does directly support these vector operations, many sophisticated algorithms
4823    will want to use target-specific intrinsics to take full advantage of a
4824    specific target.</p>
4825
4826 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4827 <h4>
4828    <a name="i_extractelement">'<tt>extractelement</tt>' Instruction</a>
4829 </h4>
4830
4831 <div>
4832
4833 <h5>Syntax:</h5>
4834 <pre>
4835   &lt;result&gt; = extractelement &lt;n x &lt;ty&gt;&gt; &lt;val&gt;, i32 &lt;idx&gt;    <i>; yields &lt;ty&gt;</i>
4836 </pre>
4837
4838 <h5>Overview:</h5>
4839 <p>The '<tt>extractelement</tt>' instruction extracts a single scalar element
4840    from a vector at a specified index.</p>
4841
4842
4843 <h5>Arguments:</h5>
4844 <p>The first operand of an '<tt>extractelement</tt>' instruction is a value
4845    of <a href="#t_vector">vector</a> type.  The second operand is an index
4846    indicating the position from which to extract the element.  The index may be
4847    a variable.</p>
4848
4849 <h5>Semantics:</h5>
4850 <p>The result is a scalar of the same type as the element type of
4851    <tt>val</tt>.  Its value is the value at position <tt>idx</tt> of
4852    <tt>val</tt>.  If <tt>idx</tt> exceeds the length of <tt>val</tt>, the
4853    results are undefined.</p>
4854
4855 <h5>Example:</h5>
4856 <pre>
4857   &lt;result&gt; = extractelement &lt;4 x i32&gt; %vec, i32 0    <i>; yields i32</i>
4858 </pre>
4859
4860 </div>
4861
4862 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4863 <h4>
4864    <a name="i_insertelement">'<tt>insertelement</tt>' Instruction</a>
4865 </h4>
4866
4867 <div>
4868
4869 <h5>Syntax:</h5>
4870 <pre>
4871   &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>
4872 </pre>
4873
4874 <h5>Overview:</h5>
4875 <p>The '<tt>insertelement</tt>' instruction inserts a scalar element into a
4876    vector at a specified index.</p>
4877
4878 <h5>Arguments:</h5>
4879 <p>The first operand of an '<tt>insertelement</tt>' instruction is a value
4880    of <a href="#t_vector">vector</a> type.  The second operand is a scalar value
4881    whose type must equal the element type of the first operand.  The third
4882    operand is an index indicating the position at which to insert the value.
4883    The index may be a variable.</p>
4884
4885 <h5>Semantics:</h5>
4886 <p>The result is a vector of the same type as <tt>val</tt>.  Its element values
4887    are those of <tt>val</tt> except at position <tt>idx</tt>, where it gets the
4888    value <tt>elt</tt>.  If <tt>idx</tt> exceeds the length of <tt>val</tt>, the
4889    results are undefined.</p>
4890
4891 <h5>Example:</h5>
4892 <pre>
4893   &lt;result&gt; = insertelement &lt;4 x i32&gt; %vec, i32 1, i32 0    <i>; yields &lt;4 x i32&gt;</i>
4894 </pre>
4895
4896 </div>
4897
4898 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4899 <h4>
4900    <a name="i_shufflevector">'<tt>shufflevector</tt>' Instruction</a>
4901 </h4>
4902
4903 <div>
4904
4905 <h5>Syntax:</h5>
4906 <pre>
4907   &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>
4908 </pre>
4909
4910 <h5>Overview:</h5>
4911 <p>The '<tt>shufflevector</tt>' instruction constructs a permutation of elements
4912    from two input vectors, returning a vector with the same element type as the
4913    input and length that is the same as the shuffle mask.</p>
4914
4915 <h5>Arguments:</h5>
4916 <p>The first two operands of a '<tt>shufflevector</tt>' instruction are vectors
4917    with the same type.  The third argument is a shuffle mask whose
4918    element type is always 'i32'.  The result of the instruction is a vector
4919    whose length is the same as the shuffle mask and whose element type is the
4920    same as the element type of the first two operands.</p>
4921
4922 <p>The shuffle mask operand is required to be a constant vector with either
4923    constant integer or undef values.</p>
4924
4925 <h5>Semantics:</h5>
4926 <p>The elements of the two input vectors are numbered from left to right across
4927    both of the vectors.  The shuffle mask operand specifies, for each element of
4928    the result vector, which element of the two input vectors the result element
4929    gets.  The element selector may be undef (meaning "don't care") and the
4930    second operand may be undef if performing a shuffle from only one vector.</p>
4931
4932 <h5>Example:</h5>
4933 <pre>
4934   &lt;result&gt; = shufflevector &lt;4 x i32&gt; %v1, &lt;4 x i32&gt; %v2,
4935                           &lt;4 x i32&gt; &lt;i32 0, i32 4, i32 1, i32 5&gt;  <i>; yields &lt;4 x i32&gt;</i>
4936   &lt;result&gt; = shufflevector &lt;4 x i32&gt; %v1, &lt;4 x i32&gt; undef,
4937                           &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.
4938   &lt;result&gt; = shufflevector &lt;8 x i32&gt; %v1, &lt;8 x i32&gt; undef,
4939                           &lt;4 x i32&gt; &lt;i32 0, i32 1, i32 2, i32 3&gt;  <i>; yields &lt;4 x i32&gt;</i>
4940   &lt;result&gt; = shufflevector &lt;4 x i32&gt; %v1, &lt;4 x i32&gt; %v2,
4941                           &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>
4942 </pre>
4943
4944 </div>
4945
4946 </div>
4947
4948 <!-- ======================================================================= -->
4949 <h3>
4950   <a name="aggregateops">Aggregate Operations</a>
4951 </h3>
4952
4953 <div>
4954
4955 <p>LLVM supports several instructions for working with
4956   <a href="#t_aggregate">aggregate</a> values.</p>
4957
4958 <!-- _______________________________________________________________________ -->
4959 <h4>
4960    <a name="i_extractvalue">'<tt>extractvalue</tt>' Instruction</a>
4961 </h4>
4962
4963 <div>
4964
4965 <h5>Syntax:</h5>
4966 <pre>
4967   &lt;result&gt; = extractvalue &lt;aggregate type&gt; &lt;val&gt;, &lt;idx&gt;{, &lt;idx&gt;}*
4968 </pre>
4969
4970 <h5>Overview:</h5>
4971 <p>The '<tt>extractvalue</tt>' instruction extracts the value of a member field
4972    from an <a href="#t_aggregate">aggregate</a> value.</p>
4973
4974 <h5>Arguments:</h5>
4975 <p>The first operand of an '<tt>extractvalue</tt>' instruction is a value
4976    of <a href="#t_struct">struct</a> or
4977    <a href="#t_array">array</a> type.  The operands are constant indices to
4978    specify which value to extract in a similar manner as indices in a
4979    '<tt><a href="#i_getelementptr">getelementptr</a></tt>' instruction.</p>
4980    <p>The major differences to <tt>getelementptr</tt> indexing are:</p>
4981      <ul>
4982        <li>Since the value being indexed is not a pointer, the first index is
4983            omitted and assumed to be zero.</li>
4984        <li>At least one index must be specified.</li>
4985        <li>Not only struct indices but also array indices must be in
4986            bounds.</li>
4987      </ul>
4988
4989 <h5>Semantics:</h5>
4990 <p>The result is the value at the position in the aggregate specified by the
4991    index operands.</p>
4992
4993 <h5>Example:</h5>
4994 <pre>
4995   &lt;result&gt; = extractvalue {i32, float} %agg, 0    <i>; yields i32</i>
4996 </pre>
4997
4998 </div>
4999
5000 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5001 <h4>
5002    <a name="i_insertvalue">'<tt>insertvalue</tt>' Instruction</a>
5003 </h4>
5004
5005 <div>
5006
5007 <h5>Syntax:</h5>
5008 <pre>
5009   &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>
5010 </pre>
5011
5012 <h5>Overview:</h5>
5013 <p>The '<tt>insertvalue</tt>' instruction inserts a value into a member field
5014    in an <a href="#t_aggregate">aggregate</a> value.</p>
5015
5016 <h5>Arguments:</h5>
5017 <p>The first operand of an '<tt>insertvalue</tt>' instruction is a value
5018    of <a href="#t_struct">struct</a> or
5019    <a href="#t_array">array</a> type.  The second operand is a first-class
5020    value to insert.  The following operands are constant indices indicating
5021    the position at which to insert the value in a similar manner as indices in a
5022    '<tt><a href="#i_extractvalue">extractvalue</a></tt>' instruction.  The
5023    value to insert must have the same type as the value identified by the
5024    indices.</p>
5025
5026 <h5>Semantics:</h5>
5027 <p>The result is an aggregate of the same type as <tt>val</tt>.  Its value is
5028    that of <tt>val</tt> except that the value at the position specified by the
5029    indices is that of <tt>elt</tt>.</p>
5030
5031 <h5>Example:</h5>
5032 <pre>
5033   %agg1 = insertvalue {i32, float} undef, i32 1, 0              <i>; yields {i32 1, float undef}</i>
5034   %agg2 = insertvalue {i32, float} %agg1, float %val, 1         <i>; yields {i32 1, float %val}</i>
5035   %agg3 = insertvalue {i32, {float}} %agg1, float %val, 1, 0    <i>; yields {i32 1, float %val}</i>
5036 </pre>
5037
5038 </div>
5039
5040 </div>
5041
5042 <!-- ======================================================================= -->
5043 <h3>
5044   <a name="memoryops">Memory Access and Addressing Operations</a>
5045 </h3>
5046
5047 <div>
5048
5049 <p>A key design point of an SSA-based representation is how it represents
5050    memory.  In LLVM, no memory locations are in SSA form, which makes things
5051    very simple.  This section describes how to read, write, and allocate
5052    memory in LLVM.</p>
5053
5054 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5055 <h4>
5056   <a name="i_alloca">'<tt>alloca</tt>' Instruction</a>
5057 </h4>
5058
5059 <div>
5060
5061 <h5>Syntax:</h5>
5062 <pre>
5063   &lt;result&gt; = alloca &lt;type&gt;[, &lt;ty&gt; &lt;NumElements&gt;][, align &lt;alignment&gt;]     <i>; yields {type*}:result</i>
5064 </pre>
5065
5066 <h5>Overview:</h5>
5067 <p>The '<tt>alloca</tt>' instruction allocates memory on the stack frame of the
5068    currently executing function, to be automatically released when this function
5069    returns to its caller. The object is always allocated in the generic address
5070    space (address space zero).</p>
5071
5072 <h5>Arguments:</h5>
5073 <p>The '<tt>alloca</tt>' instruction
5074    allocates <tt>sizeof(&lt;type&gt;)*NumElements</tt> bytes of memory on the
5075    runtime stack, returning a pointer of the appropriate type to the program.
5076    If "NumElements" is specified, it is the number of elements allocated,
5077    otherwise "NumElements" is defaulted to be one.  If a constant alignment is
5078    specified, the value result of the allocation is guaranteed to be aligned to
5079    at least that boundary.  If not specified, or if zero, the target can choose
5080    to align the allocation on any convenient boundary compatible with the
5081    type.</p>
5082
5083 <p>'<tt>type</tt>' may be any sized type.</p>
5084
5085 <h5>Semantics:</h5>
5086 <p>Memory is allocated; a pointer is returned.  The operation is undefined if
5087    there is insufficient stack space for the allocation.  '<tt>alloca</tt>'d
5088    memory is automatically released when the function returns.  The
5089    '<tt>alloca</tt>' instruction is commonly used to represent automatic
5090    variables that must have an address available.  When the function returns
5091    (either with the <tt><a href="#i_ret">ret</a></tt>
5092    or <tt><a href="#i_resume">resume</a></tt> instructions), the memory is
5093    reclaimed.  Allocating zero bytes is legal, but the result is undefined.
5094    The order in which memory is allocated (ie., which way the stack grows) is
5095    not specified.</p>
5096
5097 <p>
5098
5099 <h5>Example:</h5>
5100 <pre>
5101   %ptr = alloca i32                             <i>; yields {i32*}:ptr</i>
5102   %ptr = alloca i32, i32 4                      <i>; yields {i32*}:ptr</i>
5103   %ptr = alloca i32, i32 4, align 1024          <i>; yields {i32*}:ptr</i>
5104   %ptr = alloca i32, align 1024                 <i>; yields {i32*}:ptr</i>
5105 </pre>
5106
5107 </div>
5108
5109 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5110 <h4>
5111   <a name="i_load">'<tt>load</tt>' Instruction</a>
5112 </h4>
5113
5114 <div>
5115
5116 <h5>Syntax:</h5>
5117 <pre>
5118   &lt;result&gt; = load [volatile] &lt;ty&gt;* &lt;pointer&gt;[, align &lt;alignment&gt;][, !nontemporal !&lt;index&gt;][, !invariant.load !&lt;index&gt;]
5119   &lt;result&gt; = load atomic [volatile] &lt;ty&gt;* &lt;pointer&gt; [singlethread] &lt;ordering&gt;, align &lt;alignment&gt;
5120   !&lt;index&gt; = !{ i32 1 }
5121 </pre>
5122
5123 <h5>Overview:</h5>
5124 <p>The '<tt>load</tt>' instruction is used to read from memory.</p>
5125
5126 <h5>Arguments:</h5>
5127 <p>The argument to the '<tt>load</tt>' instruction specifies the memory address
5128    from which to load.  The pointer must point to
5129    a <a href="#t_firstclass">first class</a> type.  If the <tt>load</tt> is
5130    marked as <tt>volatile</tt>, then the optimizer is not allowed to modify the
5131    number or order of execution of this <tt>load</tt> with other <a
5132    href="#volatile">volatile operations</a>.</p>
5133
5134 <p>If the <code>load</code> is marked as <code>atomic</code>, it takes an extra
5135    <a href="#ordering">ordering</a> and optional <code>singlethread</code>
5136    argument.  The <code>release</code> and <code>acq_rel</code> orderings are
5137    not valid on <code>load</code> instructions.  Atomic loads produce <a
5138    href="#memorymodel">defined</a> results when they may see multiple atomic
5139    stores.  The type of the pointee must be an integer type whose bit width
5140    is a power of two greater than or equal to eight and less than or equal
5141    to a target-specific size limit. <code>align</code> must be explicitly
5142    specified on atomic loads, and the load has undefined behavior if the
5143    alignment is not set to a value which is at least the size in bytes of
5144    the pointee. <code>!nontemporal</code> does not have any defined semantics
5145    for atomic loads.</p>
5146
5147 <p>The optional constant <tt>align</tt> argument specifies the alignment of the
5148    operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0 or an
5149    omitted <tt>align</tt> argument means that the operation has the abi
5150    alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter to
5151    ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
5152    alignment results in undefined behavior. Underestimating the alignment may
5153    produce less efficient code. An alignment of 1 is always safe.</p>
5154
5155 <p>The optional <tt>!nontemporal</tt> metadata must reference a single
5156    metatadata name &lt;index&gt; corresponding to a metadata node with
5157    one <tt>i32</tt> entry of value 1.  The existence of
5158    the <tt>!nontemporal</tt> metatadata on the instruction tells the optimizer
5159    and code generator that this load is not expected to be reused in the cache.
5160    The code generator may select special instructions to save cache bandwidth,
5161    such as the <tt>MOVNT</tt> instruction on x86.</p>
5162
5163 <p>The optional <tt>!invariant.load</tt> metadata must reference a single
5164    metatadata name &lt;index&gt; corresponding to a metadata node with no
5165    entries.  The existence of the <tt>!invariant.load</tt> metatadata on the
5166    instruction tells the optimizer and code generator that this load address
5167    points to memory which does not change value during program execution.
5168    The optimizer may then move this load around, for example, by hoisting it
5169    out of loops using loop invariant code motion.</p>
5170
5171 <h5>Semantics:</h5>
5172 <p>The location of memory pointed to is loaded.  If the value being loaded is of
5173    scalar type then the number of bytes read does not exceed the minimum number
5174    of bytes needed to hold all bits of the type.  For example, loading an
5175    <tt>i24</tt> reads at most three bytes.  When loading a value of a type like
5176    <tt>i20</tt> with a size that is not an integral number of bytes, the result
5177    is undefined if the value was not originally written using a store of the
5178    same type.</p>
5179
5180 <h5>Examples:</h5>
5181 <pre>
5182   %ptr = <a href="#i_alloca">alloca</a> i32                               <i>; yields {i32*}:ptr</i>
5183   <a href="#i_store">store</a> i32 3, i32* %ptr                          <i>; yields {void}</i>
5184   %val = load i32* %ptr                           <i>; yields {i32}:val = i32 3</i>
5185 </pre>
5186
5187 </div>
5188
5189 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5190 <h4>
5191   <a name="i_store">'<tt>store</tt>' Instruction</a>
5192 </h4>
5193
5194 <div>
5195
5196 <h5>Syntax:</h5>
5197 <pre>
5198   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>
5199   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>
5200 </pre>
5201
5202 <h5>Overview:</h5>
5203 <p>The '<tt>store</tt>' instruction is used to write to memory.</p>
5204
5205 <h5>Arguments:</h5>
5206 <p>There are two arguments to the '<tt>store</tt>' instruction: a value to store
5207    and an address at which to store it.  The type of the
5208    '<tt>&lt;pointer&gt;</tt>' operand must be a pointer to
5209    the <a href="#t_firstclass">first class</a> type of the
5210    '<tt>&lt;value&gt;</tt>' operand. If the <tt>store</tt> is marked as
5211    <tt>volatile</tt>, then the optimizer is not allowed to modify the number or
5212    order of execution of this <tt>store</tt> with other <a
5213    href="#volatile">volatile operations</a>.</p>
5214
5215 <p>If the <code>store</code> is marked as <code>atomic</code>, it takes an extra
5216    <a href="#ordering">ordering</a> and optional <code>singlethread</code>
5217    argument.  The <code>acquire</code> and <code>acq_rel</code> orderings aren't
5218    valid on <code>store</code> instructions.  Atomic loads produce <a
5219    href="#memorymodel">defined</a> results when they may see multiple atomic
5220    stores. The type of the pointee must be an integer type whose bit width
5221    is a power of two greater than or equal to eight and less than or equal
5222    to a target-specific size limit. <code>align</code> must be explicitly
5223    specified on atomic stores, and the store has undefined behavior if the
5224    alignment is not set to a value which is at least the size in bytes of
5225    the pointee. <code>!nontemporal</code> does not have any defined semantics
5226    for atomic stores.</p>
5227
5228 <p>The optional constant "align" argument specifies the alignment of the
5229    operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0 or an
5230    omitted "align" argument means that the operation has the abi
5231    alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter to
5232    ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
5233    alignment results in an undefined behavior. Underestimating the alignment may
5234    produce less efficient code. An alignment of 1 is always safe.</p>
5235
5236 <p>The optional !nontemporal metadata must reference a single metatadata
5237    name &lt;index&gt; corresponding to a metadata node with one i32 entry of
5238    value 1.  The existence of the !nontemporal metatadata on the
5239    instruction tells the optimizer and code generator that this load is
5240    not expected to be reused in the cache.  The code generator may
5241    select special instructions to save cache bandwidth, such as the
5242    MOVNT instruction on x86.</p>
5243
5244
5245 <h5>Semantics:</h5>
5246 <p>The contents of memory are updated to contain '<tt>&lt;value&gt;</tt>' at the
5247    location specified by the '<tt>&lt;pointer&gt;</tt>' operand.  If
5248    '<tt>&lt;value&gt;</tt>' is of scalar type then the number of bytes written
5249    does not exceed the minimum number of bytes needed to hold all bits of the
5250    type.  For example, storing an <tt>i24</tt> writes at most three bytes.  When
5251    writing a value of a type like <tt>i20</tt> with a size that is not an
5252    integral number of bytes, it is unspecified what happens to the extra bits
5253    that do not belong to the type, but they will typically be overwritten.</p>
5254
5255 <h5>Example:</h5>
5256 <pre>
5257   %ptr = <a href="#i_alloca">alloca</a> i32                               <i>; yields {i32*}:ptr</i>
5258   store i32 3, i32* %ptr                          <i>; yields {void}</i>
5259   %val = <a href="#i_load">load</a> i32* %ptr                           <i>; yields {i32}:val = i32 3</i>
5260 </pre>
5261
5262 </div>
5263
5264 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5265 <h4>
5266 <a name="i_fence">'<tt>fence</tt>' Instruction</a>
5267 </h4>
5268
5269 <div>
5270
5271 <h5>Syntax:</h5>
5272 <pre>
5273   fence [singlethread] &lt;ordering&gt;                   <i>; yields {void}</i>
5274 </pre>
5275
5276 <h5>Overview:</h5>
5277 <p>The '<tt>fence</tt>' instruction is used to introduce happens-before edges
5278 between operations.</p>
5279
5280 <h5>Arguments:</h5> <p>'<code>fence</code>' instructions take an <a
5281 href="#ordering">ordering</a> argument which defines what
5282 <i>synchronizes-with</i> edges they add.  They can only be given
5283 <code>acquire</code>, <code>release</code>, <code>acq_rel</code>, and
5284 <code>seq_cst</code> orderings.</p>
5285
5286 <h5>Semantics:</h5>
5287 <p>A fence <var>A</var> which has (at least) <code>release</code> ordering
5288 semantics <i>synchronizes with</i> a fence <var>B</var> with (at least)
5289 <code>acquire</code> ordering semantics if and only if there exist atomic
5290 operations <var>X</var> and <var>Y</var>, both operating on some atomic object
5291 <var>M</var>, such that <var>A</var> is sequenced before <var>X</var>,
5292 <var>X</var> modifies <var>M</var> (either directly or through some side effect
5293 of a sequence headed by <var>X</var>), <var>Y</var> is sequenced before
5294 <var>B</var>, and <var>Y</var> observes <var>M</var>. This provides a
5295 <i>happens-before</i> dependency between <var>A</var> and <var>B</var>. Rather
5296 than an explicit <code>fence</code>, one (but not both) of the atomic operations
5297 <var>X</var> or <var>Y</var> might provide a <code>release</code> or
5298 <code>acquire</code> (resp.) ordering constraint and still
5299 <i>synchronize-with</i> the explicit <code>fence</code> and establish the
5300 <i>happens-before</i> edge.</p>
5301
5302 <p>A <code>fence</code> which has <code>seq_cst</code> ordering, in addition to
5303 having both <code>acquire</code> and <code>release</code> semantics specified
5304 above, participates in the global program order of other <code>seq_cst</code>
5305 operations and/or fences.</p>
5306
5307 <p>The optional "<a href="#singlethread"><code>singlethread</code></a>" argument
5308 specifies that the fence only synchronizes with other fences in the same
5309 thread.  (This is useful for interacting with signal handlers.)</p>
5310
5311 <h5>Example:</h5>
5312 <pre>
5313   fence acquire                          <i>; yields {void}</i>
5314   fence singlethread seq_cst             <i>; yields {void}</i>
5315 </pre>
5316
5317 </div>
5318
5319 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5320 <h4>
5321 <a name="i_cmpxchg">'<tt>cmpxchg</tt>' Instruction</a>
5322 </h4>
5323
5324 <div>
5325
5326 <h5>Syntax:</h5>
5327 <pre>
5328   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>
5329 </pre>
5330
5331 <h5>Overview:</h5>
5332 <p>The '<tt>cmpxchg</tt>' instruction is used to atomically modify memory.
5333 It loads a value in memory and compares it to a given value. If they are
5334 equal, it stores a new value into the memory.</p>
5335
5336 <h5>Arguments:</h5>
5337 <p>There are three arguments to the '<code>cmpxchg</code>' instruction: an
5338 address to operate on, a value to compare to the value currently be at that
5339 address, and a new value to place at that address if the compared values are
5340 equal.  The type of '<var>&lt;cmp&gt;</var>' must be an integer type whose
5341 bit width is a power of two greater than or equal to eight and less than
5342 or equal to a target-specific size limit. '<var>&lt;cmp&gt;</var>' and
5343 '<var>&lt;new&gt;</var>' must have the same type, and the type of
5344 '<var>&lt;pointer&gt;</var>' must be a pointer to that type. If the
5345 <code>cmpxchg</code> is marked as <code>volatile</code>, then the
5346 optimizer is not allowed to modify the number or order of execution
5347 of this <code>cmpxchg</code> with other <a href="#volatile">volatile
5348 operations</a>.</p>
5349
5350 <!-- FIXME: Extend allowed types. -->
5351
5352 <p>The <a href="#ordering"><var>ordering</var></a> argument specifies how this
5353 <code>cmpxchg</code> synchronizes with other atomic operations.</p>
5354
5355 <p>The optional "<code>singlethread</code>" argument declares that the
5356 <code>cmpxchg</code> is only atomic with respect to code (usually signal
5357 handlers) running in the same thread as the <code>cmpxchg</code>.  Otherwise the
5358 cmpxchg is atomic with respect to all other code in the system.</p>
5359
5360 <p>The pointer passed into cmpxchg must have alignment greater than or equal to
5361 the size in memory of the operand.
5362
5363 <h5>Semantics:</h5>
5364 <p>The contents of memory at the location specified by the
5365 '<tt>&lt;pointer&gt;</tt>' operand is read and compared to
5366 '<tt>&lt;cmp&gt;</tt>'; if the read value is the equal,
5367 '<tt>&lt;new&gt;</tt>' is written.  The original value at the location
5368 is returned.
5369
5370 <p>A successful <code>cmpxchg</code> is a read-modify-write instruction for the
5371 purpose of identifying <a href="#release_sequence">release sequences</a>.  A
5372 failed <code>cmpxchg</code> is equivalent to an atomic load with an ordering
5373 parameter determined by dropping any <code>release</code> part of the
5374 <code>cmpxchg</code>'s ordering.</p>
5375
5376 <!--
5377 FIXME: Is compare_exchange_weak() necessary?  (Consider after we've done
5378 optimization work on ARM.)
5379
5380 FIXME: Is a weaker ordering constraint on failure helpful in practice?
5381 -->
5382
5383 <h5>Example:</h5>
5384 <pre>
5385 entry:
5386   %orig = atomic <a href="#i_load">load</a> i32* %ptr unordered                   <i>; yields {i32}</i>
5387   <a href="#i_br">br</a> label %loop
5388
5389 loop:
5390   %cmp = <a href="#i_phi">phi</a> i32 [ %orig, %entry ], [%old, %loop]
5391   %squared = <a href="#i_mul">mul</a> i32 %cmp, %cmp
5392   %old = cmpxchg i32* %ptr, i32 %cmp, i32 %squared          <i>; yields {i32}</i>
5393   %success = <a href="#i_icmp">icmp</a> eq i32 %cmp, %old
5394   <a href="#i_br">br</a> i1 %success, label %done, label %loop
5395
5396 done:
5397   ...
5398 </pre>
5399
5400 </div>
5401
5402 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5403 <h4>
5404 <a name="i_atomicrmw">'<tt>atomicrmw</tt>' Instruction</a>
5405 </h4>
5406
5407 <div>
5408
5409 <h5>Syntax:</h5>
5410 <pre>
5411   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>
5412 </pre>
5413
5414 <h5>Overview:</h5>
5415 <p>The '<tt>atomicrmw</tt>' instruction is used to atomically modify memory.</p>
5416
5417 <h5>Arguments:</h5>
5418 <p>There are three arguments to the '<code>atomicrmw</code>' instruction: an
5419 operation to apply, an address whose value to modify, an argument to the
5420 operation.  The operation must be one of the following keywords:</p>
5421 <ul>
5422   <li>xchg</li>
5423   <li>add</li>
5424   <li>sub</li>
5425   <li>and</li>
5426   <li>nand</li>
5427   <li>or</li>
5428   <li>xor</li>
5429   <li>max</li>
5430   <li>min</li>
5431   <li>umax</li>
5432   <li>umin</li>
5433 </ul>
5434
5435 <p>The type of '<var>&lt;value&gt;</var>' must be an integer type whose
5436 bit width is a power of two greater than or equal to eight and less than
5437 or equal to a target-specific size limit.  The type of the
5438 '<code>&lt;pointer&gt;</code>' operand must be a pointer to that type.
5439 If the <code>atomicrmw</code> is marked as <code>volatile</code>, then the
5440 optimizer is not allowed to modify the number or order of execution of this
5441 <code>atomicrmw</code> with other <a href="#volatile">volatile
5442   operations</a>.</p>
5443
5444 <!-- FIXME: Extend allowed types. -->
5445
5446 <h5>Semantics:</h5>
5447 <p>The contents of memory at the location specified by the
5448 '<tt>&lt;pointer&gt;</tt>' operand are atomically read, modified, and written
5449 back.  The original value at the location is returned.  The modification is
5450 specified by the <var>operation</var> argument:</p>
5451
5452 <ul>
5453   <li>xchg: <code>*ptr = val</code></li>
5454   <li>add: <code>*ptr = *ptr + val</code></li>
5455   <li>sub: <code>*ptr = *ptr - val</code></li>
5456   <li>and: <code>*ptr = *ptr &amp; val</code></li>
5457   <li>nand: <code>*ptr = ~(*ptr &amp; val)</code></li>
5458   <li>or: <code>*ptr = *ptr | val</code></li>
5459   <li>xor: <code>*ptr = *ptr ^ val</code></li>
5460   <li>max: <code>*ptr = *ptr &gt; val ? *ptr : val</code> (using a signed comparison)</li>
5461   <li>min: <code>*ptr = *ptr &lt; val ? *ptr : val</code> (using a signed comparison)</li>
5462   <li>umax: <code>*ptr = *ptr &gt; val ? *ptr : val</code> (using an unsigned comparison)</li>
5463   <li>umin: <code>*ptr = *ptr &lt; val ? *ptr : val</code> (using an unsigned comparison)</li>
5464 </ul>
5465
5466 <h5>Example:</h5>
5467 <pre>
5468   %old = atomicrmw add i32* %ptr, i32 1 acquire                        <i>; yields {i32}</i>
5469 </pre>
5470
5471 </div>
5472
5473 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5474 <h4>
5475    <a name="i_getelementptr">'<tt>getelementptr</tt>' Instruction</a>
5476 </h4>
5477
5478 <div>
5479
5480 <h5>Syntax:</h5>
5481 <pre>
5482   &lt;result&gt; = getelementptr &lt;pty&gt;* &lt;ptrval&gt;{, &lt;ty&gt; &lt;idx&gt;}*
5483   &lt;result&gt; = getelementptr inbounds &lt;pty&gt;* &lt;ptrval&gt;{, &lt;ty&gt; &lt;idx&gt;}*
5484   &lt;result&gt; = getelementptr &lt;ptr vector&gt; ptrval, &lt;vector index type&gt; idx
5485 </pre>
5486
5487 <h5>Overview:</h5>
5488 <p>The '<tt>getelementptr</tt>' instruction is used to get the address of a
5489    subelement of an <a href="#t_aggregate">aggregate</a> data structure.
5490    It performs address calculation only and does not access memory.</p>
5491
5492 <h5>Arguments:</h5>
5493 <p>The first argument is always a pointer or a vector of pointers,
5494    and forms the basis of the
5495    calculation. The remaining arguments are indices that indicate which of the
5496    elements of the aggregate object are indexed. The interpretation of each
5497    index is dependent on the type being indexed into. The first index always
5498    indexes the pointer value given as the first argument, the second index
5499    indexes a value of the type pointed to (not necessarily the value directly
5500    pointed to, since the first index can be non-zero), etc. The first type
5501    indexed into must be a pointer value, subsequent types can be arrays,
5502    vectors, and structs. Note that subsequent types being indexed into
5503    can never be pointers, since that would require loading the pointer before
5504    continuing calculation.</p>
5505
5506 <p>The type of each index argument depends on the type it is indexing into.
5507    When indexing into a (optionally packed) structure, only <tt>i32</tt>
5508    integer <b>constants</b> are allowed (when using a vector of indices they
5509    must all be the <b>same</b> <tt>i32</tt> integer constant).  When indexing
5510    into an array, pointer or vector, integers of any width are allowed, and
5511    they are not required to be constant.  These integers are treated as signed
5512    values where relevant.</p>
5513
5514 <p>For example, let's consider a C code fragment and how it gets compiled to
5515    LLVM:</p>
5516
5517 <pre class="doc_code">
5518 struct RT {
5519   char A;
5520   int B[10][20];
5521   char C;
5522 };
5523 struct ST {
5524   int X;
5525   double Y;
5526   struct RT Z;
5527 };
5528
5529 int *foo(struct ST *s) {
5530   return &amp;s[1].Z.B[5][13];
5531 }
5532 </pre>
5533
5534 <p>The LLVM code generated by Clang is:</p>
5535
5536 <pre class="doc_code">
5537 %struct.RT = <a href="#namedtypes">type</a> { i8, [10 x [20 x i32]], i8 }
5538 %struct.ST = <a href="#namedtypes">type</a> { i32, double, %struct.RT }
5539
5540 define i32* @foo(%struct.ST* %s) nounwind uwtable readnone optsize ssp {
5541 entry:
5542   %arrayidx = getelementptr inbounds %struct.ST* %s, i64 1, i32 2, i32 1, i64 5, i64 13
5543   ret i32* %arrayidx
5544 }
5545 </pre>
5546
5547 <h5>Semantics:</h5>
5548 <p>In the example above, the first index is indexing into the
5549    '<tt>%struct.ST*</tt>' type, which is a pointer, yielding a
5550    '<tt>%struct.ST</tt>' = '<tt>{ i32, double, %struct.RT }</tt>' type, a
5551    structure. The second index indexes into the third element of the structure,
5552    yielding a '<tt>%struct.RT</tt>' = '<tt>{ i8 , [10 x [20 x i32]], i8 }</tt>'
5553    type, another structure. The third index indexes into the second element of
5554    the structure, yielding a '<tt>[10 x [20 x i32]]</tt>' type, an array. The
5555    two dimensions of the array are subscripted into, yielding an '<tt>i32</tt>'
5556    type. The '<tt>getelementptr</tt>' instruction returns a pointer to this
5557    element, thus computing a value of '<tt>i32*</tt>' type.</p>
5558
5559 <p>Note that it is perfectly legal to index partially through a structure,
5560    returning a pointer to an inner element.  Because of this, the LLVM code for
5561    the given testcase is equivalent to:</p>
5562
5563 <pre class="doc_code">
5564 define i32* @foo(%struct.ST* %s) {
5565   %t1 = getelementptr %struct.ST* %s, i32 1                 <i>; yields %struct.ST*:%t1</i>
5566   %t2 = getelementptr %struct.ST* %t1, i32 0, i32 2         <i>; yields %struct.RT*:%t2</i>
5567   %t3 = getelementptr %struct.RT* %t2, i32 0, i32 1         <i>; yields [10 x [20 x i32]]*:%t3</i>
5568   %t4 = getelementptr [10 x [20 x i32]]* %t3, i32 0, i32 5  <i>; yields [20 x i32]*:%t4</i>
5569   %t5 = getelementptr [20 x i32]* %t4, i32 0, i32 13        <i>; yields i32*:%t5</i>
5570   ret i32* %t5
5571 }
5572 </pre>
5573
5574 <p>If the <tt>inbounds</tt> keyword is present, the result value of the
5575    <tt>getelementptr</tt> is a <a href="#poisonvalues">poison value</a> if the
5576    base pointer is not an <i>in bounds</i> address of an allocated object,
5577    or if any of the addresses that would be formed by successive addition of
5578    the offsets implied by the indices to the base address with infinitely
5579    precise signed arithmetic are not an <i>in bounds</i> address of that
5580    allocated object. The <i>in bounds</i> addresses for an allocated object
5581    are all the addresses that point into the object, plus the address one
5582    byte past the end.
5583    In cases where the base is a vector of pointers the <tt>inbounds</tt> keyword
5584    applies to each of the computations element-wise. </p>
5585
5586 <p>If the <tt>inbounds</tt> keyword is not present, the offsets are added to
5587    the base address with silently-wrapping two's complement arithmetic. If the
5588    offsets have a different width from the pointer, they are sign-extended or
5589    truncated to the width of the pointer. The result value of the
5590    <tt>getelementptr</tt> may be outside the object pointed to by the base
5591    pointer. The result value may not necessarily be used to access memory
5592    though, even if it happens to point into allocated storage. See the
5593    <a href="#pointeraliasing">Pointer Aliasing Rules</a> section for more
5594    information.</p>
5595
5596 <p>The getelementptr instruction is often confusing.  For some more insight into
5597    how it works, see <a href="GetElementPtr.html">the getelementptr FAQ</a>.</p>
5598
5599 <h5>Example:</h5>
5600 <pre>
5601     <i>; yields [12 x i8]*:aptr</i>
5602     %aptr = getelementptr {i32, [12 x i8]}* %saptr, i64 0, i32 1
5603     <i>; yields i8*:vptr</i>
5604     %vptr = getelementptr {i32, &lt;2 x i8&gt;}* %svptr, i64 0, i32 1, i32 1
5605     <i>; yields i8*:eptr</i>
5606     %eptr = getelementptr [12 x i8]* %aptr, i64 0, i32 1
5607     <i>; yields i32*:iptr</i>
5608     %iptr = getelementptr [10 x i32]* @arr, i16 0, i16 0
5609 </pre>
5610
5611 <p>In cases where the pointer argument is a vector of pointers, each index must
5612    be a vector with the same number of elements.  For example: </p>
5613 <pre class="doc_code">
5614  %A = getelementptr <4 x i8*> %ptrs, <4 x i64> %offsets,
5615 </pre>
5616
5617 </div>
5618
5619 </div>
5620
5621 <!-- ======================================================================= -->
5622 <h3>
5623   <a name="convertops">Conversion Operations</a>
5624 </h3>
5625
5626 <div>
5627
5628 <p>The instructions in this category are the conversion instructions (casting)
5629    which all take a single operand and a type. They perform various bit
5630    conversions on the operand.</p>
5631
5632 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5633 <h4>
5634    <a name="i_trunc">'<tt>trunc .. to</tt>' Instruction</a>
5635 </h4>
5636
5637 <div>
5638
5639 <h5>Syntax:</h5>
5640 <pre>
5641   &lt;result&gt; = trunc &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
5642 </pre>
5643
5644 <h5>Overview:</h5>
5645 <p>The '<tt>trunc</tt>' instruction truncates its operand to the
5646    type <tt>ty2</tt>.</p>
5647
5648 <h5>Arguments:</h5>
5649 <p>The '<tt>trunc</tt>' instruction takes a value to trunc, and a type to trunc it to.
5650    Both types must be of <a href="#t_integer">integer</a> types, or vectors
5651    of the same number of integers.
5652    The bit size of the <tt>value</tt> must be larger than
5653    the bit size of the destination type, <tt>ty2</tt>.
5654    Equal sized types are not allowed.</p>
5655
5656 <h5>Semantics:</h5>
5657 <p>The '<tt>trunc</tt>' instruction truncates the high order bits
5658    in <tt>value</tt> and converts the remaining bits to <tt>ty2</tt>. Since the
5659    source size must be larger than the destination size, <tt>trunc</tt> cannot
5660    be a <i>no-op cast</i>.  It will always truncate bits.</p>
5661
5662 <h5>Example:</h5>
5663 <pre>
5664   %X = trunc i32 257 to i8                        <i>; yields i8:1</i>
5665   %Y = trunc i32 123 to i1                        <i>; yields i1:true</i>
5666   %Z = trunc i32 122 to i1                        <i>; yields i1:false</i>
5667   %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>
5668 </pre>
5669
5670 </div>
5671
5672 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5673 <h4>
5674    <a name="i_zext">'<tt>zext .. to</tt>' Instruction</a>
5675 </h4>
5676
5677 <div>
5678
5679 <h5>Syntax:</h5>
5680 <pre>
5681   &lt;result&gt; = zext &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
5682 </pre>
5683
5684 <h5>Overview:</h5>
5685 <p>The '<tt>zext</tt>' instruction zero extends its operand to type
5686    <tt>ty2</tt>.</p>
5687
5688
5689 <h5>Arguments:</h5>
5690 <p>The '<tt>zext</tt>' instruction takes a value to cast, and a type to cast it to.
5691    Both types must be of <a href="#t_integer">integer</a> types, or vectors
5692    of the same number of integers.
5693    The bit size of the <tt>value</tt> must be smaller than
5694    the bit size of the destination type,
5695    <tt>ty2</tt>.</p>
5696
5697 <h5>Semantics:</h5>
5698 <p>The <tt>zext</tt> fills the high order bits of the <tt>value</tt> with zero
5699    bits until it reaches the size of the destination type, <tt>ty2</tt>.</p>
5700
5701 <p>When zero extending from i1, the result will always be either 0 or 1.</p>
5702
5703 <h5>Example:</h5>
5704 <pre>
5705   %X = zext i32 257 to i64              <i>; yields i64:257</i>
5706   %Y = zext i1 true to i32              <i>; yields i32:1</i>
5707   %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>
5708 </pre>
5709
5710 </div>
5711
5712 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5713 <h4>
5714    <a name="i_sext">'<tt>sext .. to</tt>' Instruction</a>
5715 </h4>
5716
5717 <div>
5718
5719 <h5>Syntax:</h5>
5720 <pre>
5721   &lt;result&gt; = sext &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
5722 </pre>
5723
5724 <h5>Overview:</h5>
5725 <p>The '<tt>sext</tt>' sign extends <tt>value</tt> to the type <tt>ty2</tt>.</p>
5726
5727 <h5>Arguments:</h5>
5728 <p>The '<tt>sext</tt>' instruction takes a value to cast, and a type to cast it to.
5729    Both types must be of <a href="#t_integer">integer</a> types, or vectors
5730    of the same number of integers.
5731    The bit size of the <tt>value</tt> must be smaller than
5732    the bit size of the destination type,
5733    <tt>ty2</tt>.</p>
5734
5735 <h5>Semantics:</h5>
5736 <p>The '<tt>sext</tt>' instruction performs a sign extension by copying the sign
5737    bit (highest order bit) of the <tt>value</tt> until it reaches the bit size
5738    of the type <tt>ty2</tt>.</p>
5739
5740 <p>When sign extending from i1, the extension always results in -1 or 0.</p>
5741
5742 <h5>Example:</h5>
5743 <pre>
5744   %X = sext i8  -1 to i16              <i>; yields i16   :65535</i>
5745   %Y = sext i1 true to i32             <i>; yields i32:-1</i>
5746   %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>
5747 </pre>
5748
5749 </div>
5750
5751 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5752 <h4>
5753    <a name="i_fptrunc">'<tt>fptrunc .. to</tt>' Instruction</a>
5754 </h4>
5755
5756 <div>
5757
5758 <h5>Syntax:</h5>
5759 <pre>
5760   &lt;result&gt; = fptrunc &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
5761 </pre>
5762
5763 <h5>Overview:</h5>
5764 <p>The '<tt>fptrunc</tt>' instruction truncates <tt>value</tt> to type
5765    <tt>ty2</tt>.</p>
5766
5767 <h5>Arguments:</h5>
5768 <p>The '<tt>fptrunc</tt>' instruction takes a <a href="#t_floating">floating
5769    point</a> value to cast and a <a href="#t_floating">floating point</a> type
5770    to cast it to. The size of <tt>value</tt> must be larger than the size of
5771    <tt>ty2</tt>. This implies that <tt>fptrunc</tt> cannot be used to make a
5772    <i>no-op cast</i>.</p>
5773
5774 <h5>Semantics:</h5>
5775 <p>The '<tt>fptrunc</tt>' instruction truncates a <tt>value</tt> from a larger
5776    <a href="#t_floating">floating point</a> type to a smaller
5777    <a href="#t_floating">floating point</a> type.  If the value cannot fit
5778    within the destination type, <tt>ty2</tt>, then the results are
5779    undefined.</p>
5780
5781 <h5>Example:</h5>
5782 <pre>
5783   %X = fptrunc double 123.0 to float         <i>; yields float:123.0</i>
5784   %Y = fptrunc double 1.0E+300 to float      <i>; yields undefined</i>
5785 </pre>
5786
5787 </div>
5788
5789 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5790 <h4>
5791    <a name="i_fpext">'<tt>fpext .. to</tt>' Instruction</a>
5792 </h4>
5793
5794 <div>
5795
5796 <h5>Syntax:</h5>
5797 <pre>
5798   &lt;result&gt; = fpext &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
5799 </pre>
5800
5801 <h5>Overview:</h5>
5802 <p>The '<tt>fpext</tt>' extends a floating point <tt>value</tt> to a larger
5803    floating point value.</p>
5804
5805 <h5>Arguments:</h5>
5806 <p>The '<tt>fpext</tt>' instruction takes a
5807    <a href="#t_floating">floating point</a> <tt>value</tt> to cast, and
5808    a <a href="#t_floating">floating point</a> type to cast it to. The source
5809    type must be smaller than the destination type.</p>
5810
5811 <h5>Semantics:</h5>
5812 <p>The '<tt>fpext</tt>' instruction extends the <tt>value</tt> from a smaller
5813    <a href="#t_floating">floating point</a> type to a larger
5814    <a href="#t_floating">floating point</a> type. The <tt>fpext</tt> cannot be
5815    used to make a <i>no-op cast</i> because it always changes bits. Use
5816    <tt>bitcast</tt> to make a <i>no-op cast</i> for a floating point cast.</p>
5817
5818 <h5>Example:</h5>
5819 <pre>
5820   %X = fpext float 3.125 to double         <i>; yields double:3.125000e+00</i>
5821   %Y = fpext double %X to fp128            <i>; yields fp128:0xL00000000000000004000900000000000</i>
5822 </pre>
5823
5824 </div>
5825
5826 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5827 <h4>
5828    <a name="i_fptoui">'<tt>fptoui .. to</tt>' Instruction</a>
5829 </h4>
5830
5831 <div>
5832
5833 <h5>Syntax:</h5>
5834 <pre>
5835   &lt;result&gt; = fptoui &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
5836 </pre>
5837
5838 <h5>Overview:</h5>
5839 <p>The '<tt>fptoui</tt>' converts a floating point <tt>value</tt> to its
5840    unsigned integer equivalent of type <tt>ty2</tt>.</p>
5841
5842 <h5>Arguments:</h5>
5843 <p>The '<tt>fptoui</tt>' instruction takes a value to cast, which must be a
5844    scalar or vector <a href="#t_floating">floating point</a> value, and a type
5845    to cast it to <tt>ty2</tt>, which must be an <a href="#t_integer">integer</a>
5846    type. If <tt>ty</tt> is a vector floating point type, <tt>ty2</tt> must be a
5847    vector integer type with the same number of elements as <tt>ty</tt></p>
5848
5849 <h5>Semantics:</h5>
5850 <p>The '<tt>fptoui</tt>' instruction converts its
5851    <a href="#t_floating">floating point</a> operand into the nearest (rounding
5852    towards zero) unsigned integer value. If the value cannot fit
5853    in <tt>ty2</tt>, the results are undefined.</p>
5854
5855 <h5>Example:</h5>
5856 <pre>
5857   %X = fptoui double 123.0 to i32      <i>; yields i32:123</i>
5858   %Y = fptoui float 1.0E+300 to i1     <i>; yields undefined:1</i>
5859   %Z = fptoui float 1.04E+17 to i8     <i>; yields undefined:1</i>
5860 </pre>
5861
5862 </div>
5863
5864 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5865 <h4>
5866    <a name="i_fptosi">'<tt>fptosi .. to</tt>' Instruction</a>
5867 </h4>
5868
5869 <div>
5870
5871 <h5>Syntax:</h5>
5872 <pre>
5873   &lt;result&gt; = fptosi &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
5874 </pre>
5875
5876 <h5>Overview:</h5>
5877 <p>The '<tt>fptosi</tt>' instruction converts
5878    <a href="#t_floating">floating point</a> <tt>value</tt> to
5879    type <tt>ty2</tt>.</p>
5880
5881 <h5>Arguments:</h5>
5882 <p>The '<tt>fptosi</tt>' instruction takes a value to cast, which must be a
5883    scalar or vector <a href="#t_floating">floating point</a> value, and a type
5884    to cast it to <tt>ty2</tt>, which must be an <a href="#t_integer">integer</a>
5885    type. If <tt>ty</tt> is a vector floating point type, <tt>ty2</tt> must be a
5886    vector integer type with the same number of elements as <tt>ty</tt></p>
5887
5888 <h5>Semantics:</h5>
5889 <p>The '<tt>fptosi</tt>' instruction converts its
5890    <a href="#t_floating">floating point</a> operand into the nearest (rounding
5891    towards zero) signed integer value. If the value cannot fit in <tt>ty2</tt>,
5892    the results are undefined.</p>
5893
5894 <h5>Example:</h5>
5895 <pre>
5896   %X = fptosi double -123.0 to i32      <i>; yields i32:-123</i>
5897   %Y = fptosi float 1.0E-247 to i1      <i>; yields undefined:1</i>
5898   %Z = fptosi float 1.04E+17 to i8      <i>; yields undefined:1</i>
5899 </pre>
5900
5901 </div>
5902
5903 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5904 <h4>
5905    <a name="i_uitofp">'<tt>uitofp .. to</tt>' Instruction</a>
5906 </h4>
5907
5908 <div>
5909
5910 <h5>Syntax:</h5>
5911 <pre>
5912   &lt;result&gt; = uitofp &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
5913 </pre>
5914
5915 <h5>Overview:</h5>
5916 <p>The '<tt>uitofp</tt>' instruction regards <tt>value</tt> as an unsigned
5917    integer and converts that value to the <tt>ty2</tt> type.</p>
5918
5919 <h5>Arguments:</h5>
5920 <p>The '<tt>uitofp</tt>' instruction takes a value to cast, which must be a
5921    scalar or vector <a href="#t_integer">integer</a> value, and a type to cast
5922    it to <tt>ty2</tt>, which must be an <a href="#t_floating">floating point</a>
5923    type. If <tt>ty</tt> is a vector integer type, <tt>ty2</tt> must be a vector
5924    floating point type with the same number of elements as <tt>ty</tt></p>
5925
5926 <h5>Semantics:</h5>
5927 <p>The '<tt>uitofp</tt>' instruction interprets its operand as an unsigned
5928    integer quantity and converts it to the corresponding floating point
5929    value. If the value cannot fit in the floating point value, the results are
5930    undefined.</p>
5931
5932 <h5>Example:</h5>
5933 <pre>
5934   %X = uitofp i32 257 to float         <i>; yields float:257.0</i>
5935   %Y = uitofp i8 -1 to double          <i>; yields double:255.0</i>
5936 </pre>
5937
5938 </div>
5939
5940 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5941 <h4>
5942    <a name="i_sitofp">'<tt>sitofp .. to</tt>' Instruction</a>
5943 </h4>
5944
5945 <div>
5946
5947 <h5>Syntax:</h5>
5948 <pre>
5949   &lt;result&gt; = sitofp &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
5950 </pre>
5951
5952 <h5>Overview:</h5>
5953 <p>The '<tt>sitofp</tt>' instruction regards <tt>value</tt> as a signed integer
5954    and converts that value to the <tt>ty2</tt> type.</p>
5955
5956 <h5>Arguments:</h5>
5957 <p>The '<tt>sitofp</tt>' instruction takes a value to cast, which must be a
5958    scalar or vector <a href="#t_integer">integer</a> value, and a type to cast
5959    it to <tt>ty2</tt>, which must be an <a href="#t_floating">floating point</a>
5960    type. If <tt>ty</tt> is a vector integer type, <tt>ty2</tt> must be a vector
5961    floating point type with the same number of elements as <tt>ty</tt></p>
5962
5963 <h5>Semantics:</h5>
5964 <p>The '<tt>sitofp</tt>' instruction interprets its operand as a signed integer
5965    quantity and converts it to the corresponding floating point value. If the
5966    value cannot fit in the floating point value, the results are undefined.</p>
5967
5968 <h5>Example:</h5>
5969 <pre>
5970   %X = sitofp i32 257 to float         <i>; yields float:257.0</i>
5971   %Y = sitofp i8 -1 to double          <i>; yields double:-1.0</i>
5972 </pre>
5973
5974 </div>
5975
5976 <!-- _______________________________________________________________________ -->
5977 <h4>
5978    <a name="i_ptrtoint">'<tt>ptrtoint .. to</tt>' Instruction</a>
5979 </h4>
5980
5981 <div>
5982
5983 <h5>Syntax:</h5>
5984 <pre>
5985   &lt;result&gt; = ptrtoint &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
5986 </pre>
5987
5988 <h5>Overview:</h5>
5989 <p>The '<tt>ptrtoint</tt>' instruction converts the pointer or a vector of
5990    pointers <tt>value</tt> to
5991    the integer (or vector of integers) type <tt>ty2</tt>.</p>
5992
5993 <h5>Arguments:</h5>
5994 <p>The '<tt>ptrtoint</tt>' instruction takes a <tt>value</tt> to cast, which
5995    must be a a value of type <a href="#t_pointer">pointer</a> or a vector of
5996     pointers, and a type to cast it to
5997    <tt>ty2</tt>, which must be an <a href="#t_integer">integer</a> or a vector
5998    of integers type.</p>
5999
6000 <h5>Semantics:</h5>
6001 <p>The '<tt>ptrtoint</tt>' instruction converts <tt>value</tt> to integer type
6002    <tt>ty2</tt> by interpreting the pointer value as an integer and either
6003    truncating or zero extending that value to the size of the integer type. If
6004    <tt>value</tt> is smaller than <tt>ty2</tt> then a zero extension is done. If
6005    <tt>value</tt> is larger than <tt>ty2</tt> then a truncation is done. If they
6006    are the same size, then nothing is done (<i>no-op cast</i>) other than a type
6007    change.</p>
6008
6009 <h5>Example:</h5>
6010 <pre>
6011   %X = ptrtoint i32* %P to i8                         <i>; yields truncation on 32-bit architecture</i>
6012   %Y = ptrtoint i32* %P to i64                        <i>; yields zero extension on 32-bit architecture</i>
6013   %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>
6014 </pre>
6015
6016 </div>
6017
6018 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6019 <h4>
6020    <a name="i_inttoptr">'<tt>inttoptr .. to</tt>' Instruction</a>
6021 </h4>
6022
6023 <div>
6024
6025 <h5>Syntax:</h5>
6026 <pre>
6027   &lt;result&gt; = inttoptr &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
6028 </pre>
6029
6030 <h5>Overview:</h5>
6031 <p>The '<tt>inttoptr</tt>' instruction converts an integer <tt>value</tt> to a
6032    pointer type, <tt>ty2</tt>.</p>
6033
6034 <h5>Arguments:</h5>
6035 <p>The '<tt>inttoptr</tt>' instruction takes an <a href="#t_integer">integer</a>
6036    value to cast, and a type to cast it to, which must be a
6037    <a href="#t_pointer">pointer</a> type.</p>
6038
6039 <h5>Semantics:</h5>
6040 <p>The '<tt>inttoptr</tt>' instruction converts <tt>value</tt> to type
6041    <tt>ty2</tt> by applying either a zero extension or a truncation depending on
6042    the size of the integer <tt>value</tt>. If <tt>value</tt> is larger than the
6043    size of a pointer then a truncation is done. If <tt>value</tt> is smaller
6044    than the size of a pointer then a zero extension is done. If they are the
6045    same size, nothing is done (<i>no-op cast</i>).</p>
6046
6047 <h5>Example:</h5>
6048 <pre>
6049   %X = inttoptr i32 255 to i32*          <i>; yields zero extension on 64-bit architecture</i>
6050   %Y = inttoptr i32 255 to i32*          <i>; yields no-op on 32-bit architecture</i>
6051   %Z = inttoptr i64 0 to i32*            <i>; yields truncation on 32-bit architecture</i>
6052   %Z = inttoptr &lt;4 x i32&gt; %G to &lt;4 x i8*&gt;<i>; yields truncation of vector G to four pointers</i>
6053 </pre>
6054
6055 </div>
6056
6057 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6058 <h4>
6059    <a name="i_bitcast">'<tt>bitcast .. to</tt>' Instruction</a>
6060 </h4>
6061
6062 <div>
6063
6064 <h5>Syntax:</h5>
6065 <pre>
6066   &lt;result&gt; = bitcast &lt;ty&gt; &lt;value&gt; to &lt;ty2&gt;             <i>; yields ty2</i>
6067 </pre>
6068
6069 <h5>Overview:</h5>
6070 <p>The '<tt>bitcast</tt>' instruction converts <tt>value</tt> to type
6071    <tt>ty2</tt> without changing any bits.</p>
6072
6073 <h5>Arguments:</h5>
6074 <p>The '<tt>bitcast</tt>' instruction takes a value to cast, which must be a
6075    non-aggregate first class value, and a type to cast it to, which must also be
6076    a non-aggregate <a href="#t_firstclass">first class</a> type. The bit sizes
6077    of <tt>value</tt> and the destination type, <tt>ty2</tt>, must be
6078    identical. If the source type is a pointer, the destination type must also be
6079    a pointer.  This instruction supports bitwise conversion of vectors to
6080    integers and to vectors of other types (as long as they have the same
6081    size).</p>
6082
6083 <h5>Semantics:</h5>
6084 <p>The '<tt>bitcast</tt>' instruction converts <tt>value</tt> to type
6085    <tt>ty2</tt>. It is always a <i>no-op cast</i> because no bits change with
6086    this conversion.  The conversion is done as if the <tt>value</tt> had been
6087    stored to memory and read back as type <tt>ty2</tt>.
6088    Pointer (or vector of pointers) types may only be converted to other pointer
6089    (or vector of pointers) types with this instruction. To convert
6090    pointers to other types, use the <a href="#i_inttoptr">inttoptr</a> or
6091    <a href="#i_ptrtoint">ptrtoint</a> instructions first.</p>
6092
6093 <h5>Example:</h5>
6094 <pre>
6095   %X = bitcast i8 255 to i8              <i>; yields i8 :-1</i>
6096   %Y = bitcast i32* %x to sint*          <i>; yields sint*:%x</i>
6097   %Z = bitcast &lt;2 x int&gt; %V to i64;        <i>; yields i64: %V</i>
6098   %Z = bitcast &lt;2 x i32*&gt; %V to &lt;2 x i64*&gt; <i>; yields &lt;2 x i64*&gt;</i>
6099 </pre>
6100
6101 </div>
6102
6103 </div>
6104
6105 <!-- ======================================================================= -->
6106 <h3>
6107   <a name="otherops">Other Operations</a>
6108 </h3>
6109
6110 <div>
6111
6112 <p>The instructions in this category are the "miscellaneous" instructions, which
6113    defy better classification.</p>
6114
6115 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6116 <h4>
6117   <a name="i_icmp">'<tt>icmp</tt>' Instruction</a>
6118 </h4>
6119
6120 <div>
6121
6122 <h5>Syntax:</h5>
6123 <pre>
6124   &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>
6125 </pre>
6126
6127 <h5>Overview:</h5>
6128 <p>The '<tt>icmp</tt>' instruction returns a boolean value or a vector of
6129    boolean values based on comparison of its two integer, integer vector,
6130    pointer, or pointer vector operands.</p>
6131
6132 <h5>Arguments:</h5>
6133 <p>The '<tt>icmp</tt>' instruction takes three operands. The first operand is
6134    the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is not a
6135    value, just a keyword. The possible condition code are:</p>
6136
6137 <ol>
6138   <li><tt>eq</tt>: equal</li>
6139   <li><tt>ne</tt>: not equal </li>
6140   <li><tt>ugt</tt>: unsigned greater than</li>
6141   <li><tt>uge</tt>: unsigned greater or equal</li>
6142   <li><tt>ult</tt>: unsigned less than</li>
6143   <li><tt>ule</tt>: unsigned less or equal</li>
6144   <li><tt>sgt</tt>: signed greater than</li>
6145   <li><tt>sge</tt>: signed greater or equal</li>
6146   <li><tt>slt</tt>: signed less than</li>
6147   <li><tt>sle</tt>: signed less or equal</li>
6148 </ol>
6149
6150 <p>The remaining two arguments must be <a href="#t_integer">integer</a> or
6151    <a href="#t_pointer">pointer</a> or integer <a href="#t_vector">vector</a>
6152    typed.  They must also be identical types.</p>
6153
6154 <h5>Semantics:</h5>
6155 <p>The '<tt>icmp</tt>' compares <tt>op1</tt> and <tt>op2</tt> according to the
6156    condition code given as <tt>cond</tt>. The comparison performed always yields
6157    either an <a href="#t_integer"><tt>i1</tt></a> or vector of <tt>i1</tt>
6158    result, as follows:</p>
6159
6160 <ol>
6161   <li><tt>eq</tt>: yields <tt>true</tt> if the operands are equal,
6162       <tt>false</tt> otherwise. No sign interpretation is necessary or
6163       performed.</li>
6164
6165   <li><tt>ne</tt>: yields <tt>true</tt> if the operands are unequal,
6166       <tt>false</tt> otherwise. No sign interpretation is necessary or
6167       performed.</li>
6168
6169   <li><tt>ugt</tt>: interprets the operands as unsigned values and yields
6170       <tt>true</tt> if <tt>op1</tt> is greater than <tt>op2</tt>.</li>
6171
6172   <li><tt>uge</tt>: interprets the operands as unsigned values and yields
6173       <tt>true</tt> if <tt>op1</tt> is greater than or equal
6174       to <tt>op2</tt>.</li>
6175
6176   <li><tt>ult</tt>: interprets the operands as unsigned values and yields
6177       <tt>true</tt> if <tt>op1</tt> is less than <tt>op2</tt>.</li>
6178
6179   <li><tt>ule</tt>: interprets the operands as unsigned values and yields
6180       <tt>true</tt> if <tt>op1</tt> is less than or equal to <tt>op2</tt>.</li>
6181
6182   <li><tt>sgt</tt>: interprets the operands as signed values and yields
6183       <tt>true</tt> if <tt>op1</tt> is greater than <tt>op2</tt>.</li>
6184
6185   <li><tt>sge</tt>: interprets the operands as signed values and yields
6186       <tt>true</tt> if <tt>op1</tt> is greater than or equal
6187       to <tt>op2</tt>.</li>
6188
6189   <li><tt>slt</tt>: interprets the operands as signed values and yields
6190       <tt>true</tt> if <tt>op1</tt> is less than <tt>op2</tt>.</li>
6191
6192   <li><tt>sle</tt>: interprets the operands as signed values and yields
6193       <tt>true</tt> if <tt>op1</tt> is less than or equal to <tt>op2</tt>.</li>
6194 </ol>
6195
6196 <p>If the operands are <a href="#t_pointer">pointer</a> typed, the pointer
6197    values are compared as if they were integers.</p>
6198
6199 <p>If the operands are integer vectors, then they are compared element by
6200    element. The result is an <tt>i1</tt> vector with the same number of elements
6201    as the values being compared.  Otherwise, the result is an <tt>i1</tt>.</p>
6202
6203 <h5>Example:</h5>
6204 <pre>
6205   &lt;result&gt; = icmp eq i32 4, 5          <i>; yields: result=false</i>
6206   &lt;result&gt; = icmp ne float* %X, %X     <i>; yields: result=false</i>
6207   &lt;result&gt; = icmp ult i16  4, 5        <i>; yields: result=true</i>
6208   &lt;result&gt; = icmp sgt i16  4, 5        <i>; yields: result=false</i>
6209   &lt;result&gt; = icmp ule i16 -4, 5        <i>; yields: result=false</i>
6210   &lt;result&gt; = icmp sge i16  4, 5        <i>; yields: result=false</i>
6211 </pre>
6212
6213 <p>Note that the code generator does not yet support vector types with
6214    the <tt>icmp</tt> instruction.</p>
6215
6216 </div>
6217
6218 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6219 <h4>
6220   <a name="i_fcmp">'<tt>fcmp</tt>' Instruction</a>
6221 </h4>
6222
6223 <div>
6224
6225 <h5>Syntax:</h5>
6226 <pre>
6227   &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>
6228 </pre>
6229
6230 <h5>Overview:</h5>
6231 <p>The '<tt>fcmp</tt>' instruction returns a boolean value or vector of boolean
6232    values based on comparison of its operands.</p>
6233
6234 <p>If the operands are floating point scalars, then the result type is a boolean
6235 (<a href="#t_integer"><tt>i1</tt></a>).</p>
6236
6237 <p>If the operands are floating point vectors, then the result type is a vector
6238    of boolean with the same number of elements as the operands being
6239    compared.</p>
6240
6241 <h5>Arguments:</h5>
6242 <p>The '<tt>fcmp</tt>' instruction takes three operands. The first operand is
6243    the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is not a
6244    value, just a keyword. The possible condition code are:</p>
6245
6246 <ol>
6247   <li><tt>false</tt>: no comparison, always returns false</li>
6248   <li><tt>oeq</tt>: ordered and equal</li>
6249   <li><tt>ogt</tt>: ordered and greater than </li>
6250   <li><tt>oge</tt>: ordered and greater than or equal</li>
6251   <li><tt>olt</tt>: ordered and less than </li>
6252   <li><tt>ole</tt>: ordered and less than or equal</li>
6253   <li><tt>one</tt>: ordered and not equal</li>
6254   <li><tt>ord</tt>: ordered (no nans)</li>
6255   <li><tt>ueq</tt>: unordered or equal</li>
6256   <li><tt>ugt</tt>: unordered or greater than </li>
6257   <li><tt>uge</tt>: unordered or greater than or equal</li>
6258   <li><tt>ult</tt>: unordered or less than </li>
6259   <li><tt>ule</tt>: unordered or less than or equal</li>
6260   <li><tt>une</tt>: unordered or not equal</li>
6261   <li><tt>uno</tt>: unordered (either nans)</li>
6262   <li><tt>true</tt>: no comparison, always returns true</li>
6263 </ol>
6264
6265 <p><i>Ordered</i> means that neither operand is a QNAN while
6266    <i>unordered</i> means that either operand may be a QNAN.</p>
6267
6268 <p>Each of <tt>val1</tt> and <tt>val2</tt> arguments must be either
6269    a <a href="#t_floating">floating point</a> type or
6270    a <a href="#t_vector">vector</a> of floating point type.  They must have
6271    identical types.</p>
6272
6273 <h5>Semantics:</h5>
6274 <p>The '<tt>fcmp</tt>' instruction compares <tt>op1</tt> and <tt>op2</tt>
6275    according to the condition code given as <tt>cond</tt>.  If the operands are
6276    vectors, then the vectors are compared element by element.  Each comparison
6277    performed always yields an <a href="#t_integer">i1</a> result, as
6278    follows:</p>
6279
6280 <ol>
6281   <li><tt>false</tt>: always yields <tt>false</tt>, regardless of operands.</li>
6282
6283   <li><tt>oeq</tt>: yields <tt>true</tt> if both operands are not a QNAN and
6284       <tt>op1</tt> is equal to <tt>op2</tt>.</li>
6285
6286   <li><tt>ogt</tt>: yields <tt>true</tt> if both operands are not a QNAN and
6287       <tt>op1</tt> is greater than <tt>op2</tt>.</li>
6288
6289   <li><tt>oge</tt>: yields <tt>true</tt> if both operands are not a QNAN and
6290       <tt>op1</tt> is greater than or equal to <tt>op2</tt>.</li>
6291
6292   <li><tt>olt</tt>: yields <tt>true</tt> if both operands are not a QNAN and
6293       <tt>op1</tt> is less than <tt>op2</tt>.</li>
6294
6295   <li><tt>ole</tt>: yields <tt>true</tt> if both operands are not a QNAN and
6296       <tt>op1</tt> is less than or equal to <tt>op2</tt>.</li>
6297
6298   <li><tt>one</tt>: yields <tt>true</tt> if both operands are not a QNAN and
6299       <tt>op1</tt> is not equal to <tt>op2</tt>.</li>
6300
6301   <li><tt>ord</tt>: yields <tt>true</tt> if both operands are not a QNAN.</li>
6302
6303   <li><tt>ueq</tt>: yields <tt>true</tt> if either operand is a QNAN or
6304       <tt>op1</tt> is equal to <tt>op2</tt>.</li>
6305
6306   <li><tt>ugt</tt>: yields <tt>true</tt> if either operand is a QNAN or
6307       <tt>op1</tt> is greater than <tt>op2</tt>.</li>
6308
6309   <li><tt>uge</tt>: yields <tt>true</tt> if either operand is a QNAN or
6310       <tt>op1</tt> is greater than or equal to <tt>op2</tt>.</li>
6311
6312   <li><tt>ult</tt>: yields <tt>true</tt> if either operand is a QNAN or
6313       <tt>op1</tt> is less than <tt>op2</tt>.</li>
6314
6315   <li><tt>ule</tt>: yields <tt>true</tt> if either operand is a QNAN or
6316       <tt>op1</tt> is less than or equal to <tt>op2</tt>.</li>
6317
6318   <li><tt>une</tt>: yields <tt>true</tt> if either operand is a QNAN or
6319       <tt>op1</tt> is not equal to <tt>op2</tt>.</li>
6320
6321   <li><tt>uno</tt>: yields <tt>true</tt> if either operand is a QNAN.</li>
6322
6323   <li><tt>true</tt>: always yields <tt>true</tt>, regardless of operands.</li>
6324 </ol>
6325
6326 <h5>Example:</h5>
6327 <pre>
6328   &lt;result&gt; = fcmp oeq float 4.0, 5.0    <i>; yields: result=false</i>
6329   &lt;result&gt; = fcmp one float 4.0, 5.0    <i>; yields: result=true</i>
6330   &lt;result&gt; = fcmp olt float 4.0, 5.0    <i>; yields: result=true</i>
6331   &lt;result&gt; = fcmp ueq double 1.0, 2.0   <i>; yields: result=false</i>
6332 </pre>
6333
6334 <p>Note that the code generator does not yet support vector types with
6335    the <tt>fcmp</tt> instruction.</p>
6336
6337 </div>
6338
6339 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6340 <h4>
6341   <a name="i_phi">'<tt>phi</tt>' Instruction</a>
6342 </h4>
6343
6344 <div>
6345
6346 <h5>Syntax:</h5>
6347 <pre>
6348   &lt;result&gt; = phi &lt;ty&gt; [ &lt;val0&gt;, &lt;label0&gt;], ...
6349 </pre>
6350
6351 <h5>Overview:</h5>
6352 <p>The '<tt>phi</tt>' instruction is used to implement the &#966; node in the
6353    SSA graph representing the function.</p>
6354
6355 <h5>Arguments:</h5>
6356 <p>The type of the incoming values is specified with the first type field. After
6357    this, the '<tt>phi</tt>' instruction takes a list of pairs as arguments, with
6358    one pair for each predecessor basic block of the current block.  Only values
6359    of <a href="#t_firstclass">first class</a> type may be used as the value
6360    arguments to the PHI node.  Only labels may be used as the label
6361    arguments.</p>
6362
6363 <p>There must be no non-phi instructions between the start of a basic block and
6364    the PHI instructions: i.e. PHI instructions must be first in a basic
6365    block.</p>
6366
6367 <p>For the purposes of the SSA form, the use of each incoming value is deemed to
6368    occur on the edge from the corresponding predecessor block to the current
6369    block (but after any definition of an '<tt>invoke</tt>' instruction's return
6370    value on the same edge).</p>
6371
6372 <h5>Semantics:</h5>
6373 <p>At runtime, the '<tt>phi</tt>' instruction logically takes on the value
6374    specified by the pair corresponding to the predecessor basic block that
6375    executed just prior to the current block.</p>
6376
6377 <h5>Example:</h5>
6378 <pre>
6379 Loop:       ; Infinite loop that counts from 0 on up...
6380   %indvar = phi i32 [ 0, %LoopHeader ], [ %nextindvar, %Loop ]
6381   %nextindvar = add i32 %indvar, 1
6382   br label %Loop
6383 </pre>
6384
6385 </div>
6386
6387 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6388 <h4>
6389    <a name="i_select">'<tt>select</tt>' Instruction</a>
6390 </h4>
6391
6392 <div>
6393
6394 <h5>Syntax:</h5>
6395 <pre>
6396   &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>
6397
6398   <i>selty</i> is either i1 or {&lt;N x i1&gt;}
6399 </pre>
6400
6401 <h5>Overview:</h5>
6402 <p>The '<tt>select</tt>' instruction is used to choose one value based on a
6403    condition, without branching.</p>
6404
6405
6406 <h5>Arguments:</h5>
6407 <p>The '<tt>select</tt>' instruction requires an 'i1' value or a vector of 'i1'
6408    values indicating the condition, and two values of the
6409    same <a href="#t_firstclass">first class</a> type.  If the val1/val2 are
6410    vectors and the condition is a scalar, then entire vectors are selected, not
6411    individual elements.</p>
6412
6413 <h5>Semantics:</h5>
6414 <p>If the condition is an i1 and it evaluates to 1, the instruction returns the
6415    first value argument; otherwise, it returns the second value argument.</p>
6416
6417 <p>If the condition is a vector of i1, then the value arguments must be vectors
6418    of the same size, and the selection is done element by element.</p>
6419
6420 <h5>Example:</h5>
6421 <pre>
6422   %X = select i1 true, i8 17, i8 42          <i>; yields i8:17</i>
6423 </pre>
6424
6425 </div>
6426
6427 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6428 <h4>
6429   <a name="i_call">'<tt>call</tt>' Instruction</a>
6430 </h4>
6431
6432 <div>
6433
6434 <h5>Syntax:</h5>
6435 <pre>
6436   &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>]
6437 </pre>
6438
6439 <h5>Overview:</h5>
6440 <p>The '<tt>call</tt>' instruction represents a simple function call.</p>
6441
6442 <h5>Arguments:</h5>
6443 <p>This instruction requires several arguments:</p>
6444
6445 <ol>
6446   <li>The optional "tail" marker indicates that the callee function does not
6447       access any allocas or varargs in the caller.  Note that calls may be
6448       marked "tail" even if they do not occur before
6449       a <a href="#i_ret"><tt>ret</tt></a> instruction.  If the "tail" marker is
6450       present, the function call is eligible for tail call optimization,
6451       but <a href="CodeGenerator.html#tailcallopt">might not in fact be
6452       optimized into a jump</a>.  The code generator may optimize calls marked
6453       "tail" with either 1) automatic <a href="CodeGenerator.html#sibcallopt">
6454       sibling call optimization</a> when the caller and callee have
6455       matching signatures, or 2) forced tail call optimization when the
6456       following extra requirements are met:
6457       <ul>
6458         <li>Caller and callee both have the calling
6459             convention <tt>fastcc</tt>.</li>
6460         <li>The call is in tail position (ret immediately follows call and ret
6461             uses value of call or is void).</li>
6462         <li>Option <tt>-tailcallopt</tt> is enabled,
6463             or <code>llvm::GuaranteedTailCallOpt</code> is <code>true</code>.</li>
6464         <li><a href="CodeGenerator.html#tailcallopt">Platform specific
6465             constraints are met.</a></li>
6466       </ul>
6467   </li>
6468
6469   <li>The optional "cconv" marker indicates which <a href="#callingconv">calling
6470       convention</a> the call should use.  If none is specified, the call
6471       defaults to using C calling conventions.  The calling convention of the
6472       call must match the calling convention of the target function, or else the
6473       behavior is undefined.</li>
6474
6475   <li>The optional <a href="#paramattrs">Parameter Attributes</a> list for
6476       return values. Only '<tt>zeroext</tt>', '<tt>signext</tt>', and
6477       '<tt>inreg</tt>' attributes are valid here.</li>
6478
6479   <li>'<tt>ty</tt>': the type of the call instruction itself which is also the
6480       type of the return value.  Functions that return no value are marked
6481       <tt><a href="#t_void">void</a></tt>.</li>
6482
6483   <li>'<tt>fnty</tt>': shall be the signature of the pointer to function value
6484       being invoked.  The argument types must match the types implied by this
6485       signature.  This type can be omitted if the function is not varargs and if
6486       the function type does not return a pointer to a function.</li>
6487
6488   <li>'<tt>fnptrval</tt>': An LLVM value containing a pointer to a function to
6489       be invoked. In most cases, this is a direct function invocation, but
6490       indirect <tt>call</tt>s are just as possible, calling an arbitrary pointer
6491       to function value.</li>
6492
6493   <li>'<tt>function args</tt>': argument list whose types match the function
6494       signature argument types and parameter attributes. All arguments must be
6495       of <a href="#t_firstclass">first class</a> type. If the function
6496       signature indicates the function accepts a variable number of arguments,
6497       the extra arguments can be specified.</li>
6498
6499   <li>The optional <a href="#fnattrs">function attributes</a> list. Only
6500       '<tt>noreturn</tt>', '<tt>nounwind</tt>', '<tt>readonly</tt>' and
6501       '<tt>readnone</tt>' attributes are valid here.</li>
6502 </ol>
6503
6504 <h5>Semantics:</h5>
6505 <p>The '<tt>call</tt>' instruction is used to cause control flow to transfer to
6506    a specified function, with its incoming arguments bound to the specified
6507    values. Upon a '<tt><a href="#i_ret">ret</a></tt>' instruction in the called
6508    function, control flow continues with the instruction after the function
6509    call, and the return value of the function is bound to the result
6510    argument.</p>
6511
6512 <h5>Example:</h5>
6513 <pre>
6514   %retval = call i32 @test(i32 %argc)
6515   call i32 (i8*, ...)* @printf(i8* %msg, i32 12, i8 42)        <i>; yields i32</i>
6516   %X = tail call i32 @foo()                                    <i>; yields i32</i>
6517   %Y = tail call <a href="#callingconv">fastcc</a> i32 @foo()  <i>; yields i32</i>
6518   call void %foo(i8 97 signext)
6519
6520   %struct.A = type { i32, i8 }
6521   %r = call %struct.A @foo()                        <i>; yields { 32, i8 }</i>
6522   %gr = extractvalue %struct.A %r, 0                <i>; yields i32</i>
6523   %gr1 = extractvalue %struct.A %r, 1               <i>; yields i8</i>
6524   %Z = call void @foo() noreturn                    <i>; indicates that %foo never returns normally</i>
6525   %ZZ = call zeroext i32 @bar()                     <i>; Return value is %zero extended</i>
6526 </pre>
6527
6528 <p>llvm treats calls to some functions with names and arguments that match the
6529 standard C99 library as being the C99 library functions, and may perform
6530 optimizations or generate code for them under that assumption.  This is
6531 something we'd like to change in the future to provide better support for
6532 freestanding environments and non-C-based languages.</p>
6533
6534 </div>
6535
6536 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6537 <h4>
6538   <a name="i_va_arg">'<tt>va_arg</tt>' Instruction</a>
6539 </h4>
6540
6541 <div>
6542
6543 <h5>Syntax:</h5>
6544 <pre>
6545   &lt;resultval&gt; = va_arg &lt;va_list*&gt; &lt;arglist&gt;, &lt;argty&gt;
6546 </pre>
6547
6548 <h5>Overview:</h5>
6549 <p>The '<tt>va_arg</tt>' instruction is used to access arguments passed through
6550    the "variable argument" area of a function call.  It is used to implement the
6551    <tt>va_arg</tt> macro in C.</p>
6552
6553 <h5>Arguments:</h5>
6554 <p>This instruction takes a <tt>va_list*</tt> value and the type of the
6555    argument. It returns a value of the specified argument type and increments
6556    the <tt>va_list</tt> to point to the next argument.  The actual type
6557    of <tt>va_list</tt> is target specific.</p>
6558
6559 <h5>Semantics:</h5>
6560 <p>The '<tt>va_arg</tt>' instruction loads an argument of the specified type
6561    from the specified <tt>va_list</tt> and causes the <tt>va_list</tt> to point
6562    to the next argument.  For more information, see the variable argument
6563    handling <a href="#int_varargs">Intrinsic Functions</a>.</p>
6564
6565 <p>It is legal for this instruction to be called in a function which does not
6566    take a variable number of arguments, for example, the <tt>vfprintf</tt>
6567    function.</p>
6568
6569 <p><tt>va_arg</tt> is an LLVM instruction instead of
6570    an <a href="#intrinsics">intrinsic function</a> because it takes a type as an
6571    argument.</p>
6572
6573 <h5>Example:</h5>
6574 <p>See the <a href="#int_varargs">variable argument processing</a> section.</p>
6575
6576 <p>Note that the code generator does not yet fully support va_arg on many
6577    targets. Also, it does not currently support va_arg with aggregate types on
6578    any target.</p>
6579
6580 </div>
6581
6582 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6583 <h4>
6584   <a name="i_landingpad">'<tt>landingpad</tt>' Instruction</a>
6585 </h4>
6586
6587 <div>
6588
6589 <h5>Syntax:</h5>
6590 <pre>
6591   &lt;resultval&gt; = landingpad &lt;resultty&gt; personality &lt;type&gt; &lt;pers_fn&gt; &lt;clause&gt;+
6592   &lt;resultval&gt; = landingpad &lt;resultty&gt; personality &lt;type&gt; &lt;pers_fn&gt; cleanup &lt;clause&gt;*
6593
6594   &lt;clause&gt; := catch &lt;type&gt; &lt;value&gt;
6595   &lt;clause&gt; := filter &lt;array constant type&gt; &lt;array constant&gt;
6596 </pre>
6597
6598 <h5>Overview:</h5>
6599 <p>The '<tt>landingpad</tt>' instruction is used by
6600    <a href="ExceptionHandling.html#overview">LLVM's exception handling
6601    system</a> to specify that a basic block is a landing pad &mdash; one where
6602    the exception lands, and corresponds to the code found in the
6603    <i><tt>catch</tt></i> portion of a <i><tt>try/catch</tt></i> sequence. It
6604    defines values supplied by the personality function (<tt>pers_fn</tt>) upon
6605    re-entry to the function. The <tt>resultval</tt> has the
6606    type <tt>resultty</tt>.</p>
6607
6608 <h5>Arguments:</h5>
6609 <p>This instruction takes a <tt>pers_fn</tt> value. This is the personality
6610    function associated with the unwinding mechanism. The optional
6611    <tt>cleanup</tt> flag indicates that the landing pad block is a cleanup.</p>
6612
6613 <p>A <tt>clause</tt> begins with the clause type &mdash; <tt>catch</tt>
6614    or <tt>filter</tt> &mdash; and contains the global variable representing the
6615    "type" that may be caught or filtered respectively. Unlike the
6616    <tt>catch</tt> clause, the <tt>filter</tt> clause takes an array constant as
6617    its argument. Use "<tt>[0 x i8**] undef</tt>" for a filter which cannot
6618    throw. The '<tt>landingpad</tt>' instruction must contain <em>at least</em>
6619    one <tt>clause</tt> or the <tt>cleanup</tt> flag.</p>
6620
6621 <h5>Semantics:</h5>
6622 <p>The '<tt>landingpad</tt>' instruction defines the values which are set by the
6623    personality function (<tt>pers_fn</tt>) upon re-entry to the function, and
6624    therefore the "result type" of the <tt>landingpad</tt> instruction. As with
6625    calling conventions, how the personality function results are represented in
6626    LLVM IR is target specific.</p>
6627
6628 <p>The clauses are applied in order from top to bottom. If two
6629    <tt>landingpad</tt> instructions are merged together through inlining, the
6630    clauses from the calling function are appended to the list of clauses.
6631    When the call stack is being unwound due to an exception being thrown, the
6632    exception is compared against each <tt>clause</tt> in turn.  If it doesn't
6633    match any of the clauses, and the <tt>cleanup</tt> flag is not set, then
6634    unwinding continues further up the call stack.</p>
6635
6636 <p>The <tt>landingpad</tt> instruction has several restrictions:</p>
6637
6638 <ul>
6639   <li>A landing pad block is a basic block which is the unwind destination of an
6640       '<tt>invoke</tt>' instruction.</li>
6641   <li>A landing pad block must have a '<tt>landingpad</tt>' instruction as its
6642       first non-PHI instruction.</li>
6643   <li>There can be only one '<tt>landingpad</tt>' instruction within the landing
6644       pad block.</li>
6645   <li>A basic block that is not a landing pad block may not include a
6646       '<tt>landingpad</tt>' instruction.</li>
6647   <li>All '<tt>landingpad</tt>' instructions in a function must have the same
6648       personality function.</li>
6649 </ul>
6650
6651 <h5>Example:</h5>
6652 <pre>
6653   ;; A landing pad which can catch an integer.
6654   %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
6655            catch i8** @_ZTIi
6656   ;; A landing pad that is a cleanup.
6657   %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
6658            cleanup
6659   ;; A landing pad which can catch an integer and can only throw a double.
6660   %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
6661            catch i8** @_ZTIi
6662            filter [1 x i8**] [@_ZTId]
6663 </pre>
6664
6665 </div>
6666
6667 </div>
6668
6669 </div>
6670
6671 <!-- *********************************************************************** -->
6672 <h2><a name="intrinsics">Intrinsic Functions</a></h2>
6673 <!-- *********************************************************************** -->
6674
6675 <div>
6676
6677 <p>LLVM supports the notion of an "intrinsic function".  These functions have
6678    well known names and semantics and are required to follow certain
6679    restrictions.  Overall, these intrinsics represent an extension mechanism for
6680    the LLVM language that does not require changing all of the transformations
6681    in LLVM when adding to the language (or the bitcode reader/writer, the
6682    parser, etc...).</p>
6683
6684 <p>Intrinsic function names must all start with an "<tt>llvm.</tt>" prefix. This
6685    prefix is reserved in LLVM for intrinsic names; thus, function names may not
6686    begin with this prefix.  Intrinsic functions must always be external
6687    functions: you cannot define the body of intrinsic functions.  Intrinsic
6688    functions may only be used in call or invoke instructions: it is illegal to
6689    take the address of an intrinsic function.  Additionally, because intrinsic
6690    functions are part of the LLVM language, it is required if any are added that
6691    they be documented here.</p>
6692
6693 <p>Some intrinsic functions can be overloaded, i.e., the intrinsic represents a
6694    family of functions that perform the same operation but on different data
6695    types. Because LLVM can represent over 8 million different integer types,
6696    overloading is used commonly to allow an intrinsic function to operate on any
6697    integer type. One or more of the argument types or the result type can be
6698    overloaded to accept any integer type. Argument types may also be defined as
6699    exactly matching a previous argument's type or the result type. This allows
6700    an intrinsic function which accepts multiple arguments, but needs all of them
6701    to be of the same type, to only be overloaded with respect to a single
6702    argument or the result.</p>
6703
6704 <p>Overloaded intrinsics will have the names of its overloaded argument types
6705    encoded into its function name, each preceded by a period. Only those types
6706    which are overloaded result in a name suffix. Arguments whose type is matched
6707    against another type do not. For example, the <tt>llvm.ctpop</tt> function
6708    can take an integer of any width and returns an integer of exactly the same
6709    integer width. This leads to a family of functions such as
6710    <tt>i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %val)</tt> and <tt>i29 @llvm.ctpop.i29(i29
6711    %val)</tt>.  Only one type, the return type, is overloaded, and only one type
6712    suffix is required. Because the argument's type is matched against the return
6713    type, it does not require its own name suffix.</p>
6714
6715 <p>To learn how to add an intrinsic function, please see the
6716    <a href="ExtendingLLVM.html">Extending LLVM Guide</a>.</p>
6717
6718 <!-- ======================================================================= -->
6719 <h3>
6720   <a name="int_varargs">Variable Argument Handling Intrinsics</a>
6721 </h3>
6722
6723 <div>
6724
6725 <p>Variable argument support is defined in LLVM with
6726    the <a href="#i_va_arg"><tt>va_arg</tt></a> instruction and these three
6727    intrinsic functions.  These functions are related to the similarly named
6728    macros defined in the <tt>&lt;stdarg.h&gt;</tt> header file.</p>
6729
6730 <p>All of these functions operate on arguments that use a target-specific value
6731    type "<tt>va_list</tt>".  The LLVM assembly language reference manual does
6732    not define what this type is, so all transformations should be prepared to
6733    handle these functions regardless of the type used.</p>
6734
6735 <p>This example shows how the <a href="#i_va_arg"><tt>va_arg</tt></a>
6736    instruction and the variable argument handling intrinsic functions are
6737    used.</p>
6738
6739 <pre class="doc_code">
6740 define i32 @test(i32 %X, ...) {
6741   ; Initialize variable argument processing
6742   %ap = alloca i8*
6743   %ap2 = bitcast i8** %ap to i8*
6744   call void @llvm.va_start(i8* %ap2)
6745
6746   ; Read a single integer argument
6747   %tmp = va_arg i8** %ap, i32
6748
6749   ; Demonstrate usage of llvm.va_copy and llvm.va_end
6750   %aq = alloca i8*
6751   %aq2 = bitcast i8** %aq to i8*
6752   call void @llvm.va_copy(i8* %aq2, i8* %ap2)
6753   call void @llvm.va_end(i8* %aq2)
6754
6755   ; Stop processing of arguments.
6756   call void @llvm.va_end(i8* %ap2)
6757   ret i32 %tmp
6758 }
6759
6760 declare void @llvm.va_start(i8*)
6761 declare void @llvm.va_copy(i8*, i8*)
6762 declare void @llvm.va_end(i8*)
6763 </pre>
6764
6765 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6766 <h4>
6767   <a name="int_va_start">'<tt>llvm.va_start</tt>' Intrinsic</a>
6768 </h4>
6769
6770
6771 <div>
6772
6773 <h5>Syntax:</h5>
6774 <pre>
6775   declare void %llvm.va_start(i8* &lt;arglist&gt;)
6776 </pre>
6777
6778 <h5>Overview:</h5>
6779 <p>The '<tt>llvm.va_start</tt>' intrinsic initializes <tt>*&lt;arglist&gt;</tt>
6780    for subsequent use by <tt><a href="#i_va_arg">va_arg</a></tt>.</p>
6781
6782 <h5>Arguments:</h5>
6783 <p>The argument is a pointer to a <tt>va_list</tt> element to initialize.</p>
6784
6785 <h5>Semantics:</h5>
6786 <p>The '<tt>llvm.va_start</tt>' intrinsic works just like the <tt>va_start</tt>
6787    macro available in C.  In a target-dependent way, it initializes
6788    the <tt>va_list</tt> element to which the argument points, so that the next
6789    call to <tt>va_arg</tt> will produce the first variable argument passed to
6790    the function.  Unlike the C <tt>va_start</tt> macro, this intrinsic does not
6791    need to know the last argument of the function as the compiler can figure
6792    that out.</p>
6793
6794 </div>
6795
6796 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6797 <h4>
6798  <a name="int_va_end">'<tt>llvm.va_end</tt>' Intrinsic</a>
6799 </h4>
6800
6801 <div>
6802
6803 <h5>Syntax:</h5>
6804 <pre>
6805   declare void @llvm.va_end(i8* &lt;arglist&gt;)
6806 </pre>
6807
6808 <h5>Overview:</h5>
6809 <p>The '<tt>llvm.va_end</tt>' intrinsic destroys <tt>*&lt;arglist&gt;</tt>,
6810    which has been initialized previously
6811    with <tt><a href="#int_va_start">llvm.va_start</a></tt>
6812    or <tt><a href="#i_va_copy">llvm.va_copy</a></tt>.</p>
6813
6814 <h5>Arguments:</h5>
6815 <p>The argument is a pointer to a <tt>va_list</tt> to destroy.</p>
6816
6817 <h5>Semantics:</h5>
6818 <p>The '<tt>llvm.va_end</tt>' intrinsic works just like the <tt>va_end</tt>
6819    macro available in C.  In a target-dependent way, it destroys
6820    the <tt>va_list</tt> element to which the argument points.  Calls
6821    to <a href="#int_va_start"><tt>llvm.va_start</tt></a>
6822    and <a href="#int_va_copy"> <tt>llvm.va_copy</tt></a> must be matched exactly
6823    with calls to <tt>llvm.va_end</tt>.</p>
6824
6825 </div>
6826
6827 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6828 <h4>
6829   <a name="int_va_copy">'<tt>llvm.va_copy</tt>' Intrinsic</a>
6830 </h4>
6831
6832 <div>
6833
6834 <h5>Syntax:</h5>
6835 <pre>
6836   declare void @llvm.va_copy(i8* &lt;destarglist&gt;, i8* &lt;srcarglist&gt;)
6837 </pre>
6838
6839 <h5>Overview:</h5>
6840 <p>The '<tt>llvm.va_copy</tt>' intrinsic copies the current argument position
6841    from the source argument list to the destination argument list.</p>
6842
6843 <h5>Arguments:</h5>
6844 <p>The first argument is a pointer to a <tt>va_list</tt> element to initialize.
6845    The second argument is a pointer to a <tt>va_list</tt> element to copy
6846    from.</p>
6847
6848 <h5>Semantics:</h5>
6849 <p>The '<tt>llvm.va_copy</tt>' intrinsic works just like the <tt>va_copy</tt>
6850    macro available in C.  In a target-dependent way, it copies the
6851    source <tt>va_list</tt> element into the destination <tt>va_list</tt>
6852    element.  This intrinsic is necessary because
6853    the <tt><a href="#int_va_start"> llvm.va_start</a></tt> intrinsic may be
6854    arbitrarily complex and require, for example, memory allocation.</p>
6855
6856 </div>
6857
6858 </div>
6859
6860 <!-- ======================================================================= -->
6861 <h3>
6862   <a name="int_gc">Accurate Garbage Collection Intrinsics</a>
6863 </h3>
6864
6865 <div>
6866
6867 <p>LLVM support for <a href="GarbageCollection.html">Accurate Garbage
6868 Collection</a> (GC) requires the implementation and generation of these
6869 intrinsics. These intrinsics allow identification of <a href="#int_gcroot">GC
6870 roots on the stack</a>, as well as garbage collector implementations that
6871 require <a href="#int_gcread">read</a> and <a href="#int_gcwrite">write</a>
6872 barriers.  Front-ends for type-safe garbage collected languages should generate
6873 these intrinsics to make use of the LLVM garbage collectors.  For more details,
6874 see <a href="GarbageCollection.html">Accurate Garbage Collection with
6875 LLVM</a>.</p>
6876
6877 <p>The garbage collection intrinsics only operate on objects in the generic
6878    address space (address space zero).</p>
6879
6880 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6881 <h4>
6882   <a name="int_gcroot">'<tt>llvm.gcroot</tt>' Intrinsic</a>
6883 </h4>
6884
6885 <div>
6886
6887 <h5>Syntax:</h5>
6888 <pre>
6889   declare void @llvm.gcroot(i8** %ptrloc, i8* %metadata)
6890 </pre>
6891
6892 <h5>Overview:</h5>
6893 <p>The '<tt>llvm.gcroot</tt>' intrinsic declares the existence of a GC root to
6894    the code generator, and allows some metadata to be associated with it.</p>
6895
6896 <h5>Arguments:</h5>
6897 <p>The first argument specifies the address of a stack object that contains the
6898    root pointer.  The second pointer (which must be either a constant or a
6899    global value address) contains the meta-data to be associated with the
6900    root.</p>
6901
6902 <h5>Semantics:</h5>
6903 <p>At runtime, a call to this intrinsic stores a null pointer into the "ptrloc"
6904    location.  At compile-time, the code generator generates information to allow
6905    the runtime to find the pointer at GC safe points. The '<tt>llvm.gcroot</tt>'
6906    intrinsic may only be used in a function which <a href="#gc">specifies a GC
6907    algorithm</a>.</p>
6908
6909 </div>
6910
6911 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6912 <h4>
6913   <a name="int_gcread">'<tt>llvm.gcread</tt>' Intrinsic</a>
6914 </h4>
6915
6916 <div>
6917
6918 <h5>Syntax:</h5>
6919 <pre>
6920   declare i8* @llvm.gcread(i8* %ObjPtr, i8** %Ptr)
6921 </pre>
6922
6923 <h5>Overview:</h5>
6924 <p>The '<tt>llvm.gcread</tt>' intrinsic identifies reads of references from heap
6925    locations, allowing garbage collector implementations that require read
6926    barriers.</p>
6927
6928 <h5>Arguments:</h5>
6929 <p>The second argument is the address to read from, which should be an address
6930    allocated from the garbage collector.  The first object is a pointer to the
6931    start of the referenced object, if needed by the language runtime (otherwise
6932    null).</p>
6933
6934 <h5>Semantics:</h5>
6935 <p>The '<tt>llvm.gcread</tt>' intrinsic has the same semantics as a load
6936    instruction, but may be replaced with substantially more complex code by the
6937    garbage collector runtime, as needed. The '<tt>llvm.gcread</tt>' intrinsic
6938    may only be used in a function which <a href="#gc">specifies a GC
6939    algorithm</a>.</p>
6940
6941 </div>
6942
6943 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6944 <h4>
6945   <a name="int_gcwrite">'<tt>llvm.gcwrite</tt>' Intrinsic</a>
6946 </h4>
6947
6948 <div>
6949
6950 <h5>Syntax:</h5>
6951 <pre>
6952   declare void @llvm.gcwrite(i8* %P1, i8* %Obj, i8** %P2)
6953 </pre>
6954
6955 <h5>Overview:</h5>
6956 <p>The '<tt>llvm.gcwrite</tt>' intrinsic identifies writes of references to heap
6957    locations, allowing garbage collector implementations that require write
6958    barriers (such as generational or reference counting collectors).</p>
6959
6960 <h5>Arguments:</h5>
6961 <p>The first argument is the reference to store, the second is the start of the
6962    object to store it to, and the third is the address of the field of Obj to
6963    store to.  If the runtime does not require a pointer to the object, Obj may
6964    be null.</p>
6965
6966 <h5>Semantics:</h5>
6967 <p>The '<tt>llvm.gcwrite</tt>' intrinsic has the same semantics as a store
6968    instruction, but may be replaced with substantially more complex code by the
6969    garbage collector runtime, as needed. The '<tt>llvm.gcwrite</tt>' intrinsic
6970    may only be used in a function which <a href="#gc">specifies a GC
6971    algorithm</a>.</p>
6972
6973 </div>
6974
6975 </div>
6976
6977 <!-- ======================================================================= -->
6978 <h3>
6979   <a name="int_codegen">Code Generator Intrinsics</a>
6980 </h3>
6981
6982 <div>
6983
6984 <p>These intrinsics are provided by LLVM to expose special features that may
6985    only be implemented with code generator support.</p>
6986
6987 <!-- _______________________________________________________________________ -->
6988 <h4>
6989   <a name="int_returnaddress">'<tt>llvm.returnaddress</tt>' Intrinsic</a>
6990 </h4>
6991
6992 <div>
6993
6994 <h5>Syntax:</h5>
6995 <pre>
6996   declare i8  *@llvm.returnaddress(i32 &lt;level&gt;)
6997 </pre>
6998
6999 <h5>Overview:</h5>
7000 <p>The '<tt>llvm.returnaddress</tt>' intrinsic attempts to compute a
7001    target-specific value indicating the return address of the current function
7002    or one of its callers.</p>
7003
7004 <h5>Arguments:</h5>
7005 <p>The argument to this intrinsic indicates which function to return the address
7006    for.  Zero indicates the calling function, one indicates its caller, etc.
7007    The argument is <b>required</b> to be a constant integer value.</p>
7008
7009 <h5>Semantics:</h5>
7010 <p>The '<tt>llvm.returnaddress</tt>' intrinsic either returns a pointer
7011    indicating the return address of the specified call frame, or zero if it
7012    cannot be identified.  The value returned by this intrinsic is likely to be
7013    incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be used for
7014    debugging purposes.</p>
7015
7016 <p>Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or other
7017    aggressive transformations, so the value returned may not be that of the
7018    obvious source-language caller.</p>
7019
7020 </div>
7021
7022 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7023 <h4>
7024   <a name="int_frameaddress">'<tt>llvm.frameaddress</tt>' Intrinsic</a>
7025 </h4>
7026
7027 <div>
7028
7029 <h5>Syntax:</h5>
7030 <pre>
7031   declare i8* @llvm.frameaddress(i32 &lt;level&gt;)
7032 </pre>
7033
7034 <h5>Overview:</h5>
7035 <p>The '<tt>llvm.frameaddress</tt>' intrinsic attempts to return the
7036    target-specific frame pointer value for the specified stack frame.</p>
7037
7038 <h5>Arguments:</h5>
7039 <p>The argument to this intrinsic indicates which function to return the frame
7040    pointer for.  Zero indicates the calling function, one indicates its caller,
7041    etc.  The argument is <b>required</b> to be a constant integer value.</p>
7042
7043 <h5>Semantics:</h5>
7044 <p>The '<tt>llvm.frameaddress</tt>' intrinsic either returns a pointer
7045    indicating the frame address of the specified call frame, or zero if it
7046    cannot be identified.  The value returned by this intrinsic is likely to be
7047    incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be used for
7048    debugging purposes.</p>
7049
7050 <p>Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or other
7051    aggressive transformations, so the value returned may not be that of the
7052    obvious source-language caller.</p>
7053
7054 </div>
7055
7056 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7057 <h4>
7058   <a name="int_stacksave">'<tt>llvm.stacksave</tt>' Intrinsic</a>
7059 </h4>
7060
7061 <div>
7062
7063 <h5>Syntax:</h5>
7064 <pre>
7065   declare i8* @llvm.stacksave()
7066 </pre>
7067
7068 <h5>Overview:</h5>
7069 <p>The '<tt>llvm.stacksave</tt>' intrinsic is used to remember the current state
7070    of the function stack, for use
7071    with <a href="#int_stackrestore"> <tt>llvm.stackrestore</tt></a>.  This is
7072    useful for implementing language features like scoped automatic variable
7073    sized arrays in C99.</p>
7074
7075 <h5>Semantics:</h5>
7076 <p>This intrinsic returns a opaque pointer value that can be passed
7077    to <a href="#int_stackrestore"><tt>llvm.stackrestore</tt></a>.  When
7078    an <tt>llvm.stackrestore</tt> intrinsic is executed with a value saved
7079    from <tt>llvm.stacksave</tt>, it effectively restores the state of the stack
7080    to the state it was in when the <tt>llvm.stacksave</tt> intrinsic executed.
7081    In practice, this pops any <a href="#i_alloca">alloca</a> blocks from the
7082    stack that were allocated after the <tt>llvm.stacksave</tt> was executed.</p>
7083
7084 </div>
7085
7086 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7087 <h4>
7088   <a name="int_stackrestore">'<tt>llvm.stackrestore</tt>' Intrinsic</a>
7089 </h4>
7090
7091 <div>
7092
7093 <h5>Syntax:</h5>
7094 <pre>
7095   declare void @llvm.stackrestore(i8* %ptr)
7096 </pre>
7097
7098 <h5>Overview:</h5>
7099 <p>The '<tt>llvm.stackrestore</tt>' intrinsic is used to restore the state of
7100    the function stack to the state it was in when the
7101    corresponding <a href="#int_stacksave"><tt>llvm.stacksave</tt></a> intrinsic
7102    executed.  This is useful for implementing language features like scoped
7103    automatic variable sized arrays in C99.</p>
7104
7105 <h5>Semantics:</h5>
7106 <p>See the description
7107    for <a href="#int_stacksave"><tt>llvm.stacksave</tt></a>.</p>
7108
7109 </div>
7110
7111 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7112 <h4>
7113   <a name="int_prefetch">'<tt>llvm.prefetch</tt>' Intrinsic</a>
7114 </h4>
7115
7116 <div>
7117
7118 <h5>Syntax:</h5>
7119 <pre>
7120   declare void @llvm.prefetch(i8* &lt;address&gt;, i32 &lt;rw&gt;, i32 &lt;locality&gt;, i32 &lt;cache type&gt;)
7121 </pre>
7122
7123 <h5>Overview:</h5>
7124 <p>The '<tt>llvm.prefetch</tt>' intrinsic is a hint to the code generator to
7125    insert a prefetch instruction if supported; otherwise, it is a noop.
7126    Prefetches have no effect on the behavior of the program but can change its
7127    performance characteristics.</p>
7128
7129 <h5>Arguments:</h5>
7130 <p><tt>address</tt> is the address to be prefetched, <tt>rw</tt> is the
7131    specifier determining if the fetch should be for a read (0) or write (1),
7132    and <tt>locality</tt> is a temporal locality specifier ranging from (0) - no
7133    locality, to (3) - extremely local keep in cache. The <tt>cache type</tt>
7134    specifies whether the prefetch is performed on the data (1) or instruction (0)
7135    cache. The <tt>rw</tt>, <tt>locality</tt> and <tt>cache type</tt> arguments
7136    must be constant integers.</p>
7137
7138 <h5>Semantics:</h5>
7139 <p>This intrinsic does not modify the behavior of the program.  In particular,
7140    prefetches cannot trap and do not produce a value.  On targets that support
7141    this intrinsic, the prefetch can provide hints to the processor cache for
7142    better performance.</p>
7143
7144 </div>
7145
7146 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7147 <h4>
7148   <a name="int_pcmarker">'<tt>llvm.pcmarker</tt>' Intrinsic</a>
7149 </h4>
7150
7151 <div>
7152
7153 <h5>Syntax:</h5>
7154 <pre>
7155   declare void @llvm.pcmarker(i32 &lt;id&gt;)
7156 </pre>
7157
7158 <h5>Overview:</h5>
7159 <p>The '<tt>llvm.pcmarker</tt>' intrinsic is a method to export a Program
7160    Counter (PC) in a region of code to simulators and other tools.  The method
7161    is target specific, but it is expected that the marker will use exported
7162    symbols to transmit the PC of the marker.  The marker makes no guarantees
7163    that it will remain with any specific instruction after optimizations.  It is
7164    possible that the presence of a marker will inhibit optimizations.  The
7165    intended use is to be inserted after optimizations to allow correlations of
7166    simulation runs.</p>
7167
7168 <h5>Arguments:</h5>
7169 <p><tt>id</tt> is a numerical id identifying the marker.</p>
7170
7171 <h5>Semantics:</h5>
7172 <p>This intrinsic does not modify the behavior of the program.  Backends that do
7173    not support this intrinsic may ignore it.</p>
7174
7175 </div>
7176
7177 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7178 <h4>
7179   <a name="int_readcyclecounter">'<tt>llvm.readcyclecounter</tt>' Intrinsic</a>
7180 </h4>
7181
7182 <div>
7183
7184 <h5>Syntax:</h5>
7185 <pre>
7186   declare i64 @llvm.readcyclecounter()
7187 </pre>
7188
7189 <h5>Overview:</h5>
7190 <p>The '<tt>llvm.readcyclecounter</tt>' intrinsic provides access to the cycle
7191    counter register (or similar low latency, high accuracy clocks) on those
7192    targets that support it.  On X86, it should map to RDTSC.  On Alpha, it
7193    should map to RPCC.  As the backing counters overflow quickly (on the order
7194    of 9 seconds on alpha), this should only be used for small timings.</p>
7195
7196 <h5>Semantics:</h5>
7197 <p>When directly supported, reading the cycle counter should not modify any
7198    memory.  Implementations are allowed to either return a application specific
7199    value or a system wide value.  On backends without support, this is lowered
7200    to a constant 0.</p>
7201
7202 </div>
7203
7204 </div>
7205
7206 <!-- ======================================================================= -->
7207 <h3>
7208   <a name="int_libc">Standard C Library Intrinsics</a>
7209 </h3>
7210
7211 <div>
7212
7213 <p>LLVM provides intrinsics for a few important standard C library functions.
7214    These intrinsics allow source-language front-ends to pass information about
7215    the alignment of the pointer arguments to the code generator, providing
7216    opportunity for more efficient code generation.</p>
7217
7218 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7219 <h4>
7220   <a name="int_memcpy">'<tt>llvm.memcpy</tt>' Intrinsic</a>
7221 </h4>
7222
7223 <div>
7224
7225 <h5>Syntax:</h5>
7226 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.memcpy</tt> on any
7227    integer bit width and for different address spaces. Not all targets support
7228    all bit widths however.</p>
7229
7230 <pre>
7231   declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i32(i8* &lt;dest&gt;, i8* &lt;src&gt;,
7232                                           i32 &lt;len&gt;, i32 &lt;align&gt;, i1 &lt;isvolatile&gt;)
7233   declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i64(i8* &lt;dest&gt;, i8* &lt;src&gt;,
7234                                           i64 &lt;len&gt;, i32 &lt;align&gt;, i1 &lt;isvolatile&gt;)
7235 </pre>
7236
7237 <h5>Overview:</h5>
7238 <p>The '<tt>llvm.memcpy.*</tt>' intrinsics copy a block of memory from the
7239    source location to the destination location.</p>
7240
7241 <p>Note that, unlike the standard libc function, the <tt>llvm.memcpy.*</tt>
7242    intrinsics do not return a value, takes extra alignment/isvolatile arguments
7243    and the pointers can be in specified address spaces.</p>
7244
7245 <h5>Arguments:</h5>
7246
7247 <p>The first argument is a pointer to the destination, the second is a pointer
7248    to the source.  The third argument is an integer argument specifying the
7249    number of bytes to copy, the fourth argument is the alignment of the
7250    source and destination locations, and the fifth is a boolean indicating a
7251    volatile access.</p>
7252
7253 <p>If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
7254    then the caller guarantees that both the source and destination pointers are
7255    aligned to that boundary.</p>
7256
7257 <p>If the <tt>isvolatile</tt> parameter is <tt>true</tt>, the
7258    <tt>llvm.memcpy</tt> call is a <a href="#volatile">volatile operation</a>.
7259    The detailed access behavior is not very cleanly specified and it is unwise
7260    to depend on it.</p>
7261
7262 <h5>Semantics:</h5>
7263
7264 <p>The '<tt>llvm.memcpy.*</tt>' intrinsics copy a block of memory from the
7265    source location to the destination location, which are not allowed to
7266    overlap.  It copies "len" bytes of memory over.  If the argument is known to
7267    be aligned to some boundary, this can be specified as the fourth argument,
7268    otherwise it should be set to 0 or 1.</p>
7269
7270 </div>
7271
7272 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7273 <h4>
7274   <a name="int_memmove">'<tt>llvm.memmove</tt>' Intrinsic</a>
7275 </h4>
7276
7277 <div>
7278
7279 <h5>Syntax:</h5>
7280 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memmove on any integer bit
7281    width and for different address space. Not all targets support all bit
7282    widths however.</p>
7283
7284 <pre>
7285   declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i32(i8* &lt;dest&gt;, i8* &lt;src&gt;,
7286                                            i32 &lt;len&gt;, i32 &lt;align&gt;, i1 &lt;isvolatile&gt;)
7287   declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i64(i8* &lt;dest&gt;, i8* &lt;src&gt;,
7288                                            i64 &lt;len&gt;, i32 &lt;align&gt;, i1 &lt;isvolatile&gt;)
7289 </pre>
7290
7291 <h5>Overview:</h5>
7292 <p>The '<tt>llvm.memmove.*</tt>' intrinsics move a block of memory from the
7293    source location to the destination location. It is similar to the
7294    '<tt>llvm.memcpy</tt>' intrinsic but allows the two memory locations to
7295    overlap.</p>
7296
7297 <p>Note that, unlike the standard libc function, the <tt>llvm.memmove.*</tt>
7298    intrinsics do not return a value, takes extra alignment/isvolatile arguments
7299    and the pointers can be in specified address spaces.</p>
7300
7301 <h5>Arguments:</h5>
7302
7303 <p>The first argument is a pointer to the destination, the second is a pointer
7304    to the source.  The third argument is an integer argument specifying the
7305    number of bytes to copy, the fourth argument is the alignment of the
7306    source and destination locations, and the fifth is a boolean indicating a
7307    volatile access.</p>
7308
7309 <p>If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
7310    then the caller guarantees that the source and destination pointers are
7311    aligned to that boundary.</p>
7312
7313 <p>If the <tt>isvolatile</tt> parameter is <tt>true</tt>, the
7314    <tt>llvm.memmove</tt> call is a <a href="#volatile">volatile operation</a>.
7315    The detailed access behavior is not very cleanly specified and it is unwise
7316    to depend on it.</p>
7317
7318 <h5>Semantics:</h5>
7319
7320 <p>The '<tt>llvm.memmove.*</tt>' intrinsics copy a block of memory from the
7321    source location to the destination location, which may overlap.  It copies
7322    "len" bytes of memory over.  If the argument is known to be aligned to some
7323    boundary, this can be specified as the fourth argument, otherwise it should
7324    be set to 0 or 1.</p>
7325
7326 </div>
7327
7328 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7329 <h4>
7330   <a name="int_memset">'<tt>llvm.memset.*</tt>' Intrinsics</a>
7331 </h4>
7332
7333 <div>
7334
7335 <h5>Syntax:</h5>
7336 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memset on any integer bit
7337    width and for different address spaces. However, not all targets support all
7338    bit widths.</p>
7339
7340 <pre>
7341   declare void @llvm.memset.p0i8.i32(i8* &lt;dest&gt;, i8 &lt;val&gt;,
7342                                      i32 &lt;len&gt;, i32 &lt;align&gt;, i1 &lt;isvolatile&gt;)
7343   declare void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* &lt;dest&gt;, i8 &lt;val&gt;,
7344                                      i64 &lt;len&gt;, i32 &lt;align&gt;, i1 &lt;isvolatile&gt;)
7345 </pre>
7346
7347 <h5>Overview:</h5>
7348 <p>The '<tt>llvm.memset.*</tt>' intrinsics fill a block of memory with a
7349    particular byte value.</p>
7350
7351 <p>Note that, unlike the standard libc function, the <tt>llvm.memset</tt>
7352    intrinsic does not return a value and takes extra alignment/volatile
7353    arguments.  Also, the destination can be in an arbitrary address space.</p>
7354
7355 <h5>Arguments:</h5>
7356 <p>The first argument is a pointer to the destination to fill, the second is the
7357    byte value with which to fill it, the third argument is an integer argument
7358    specifying the number of bytes to fill, and the fourth argument is the known
7359    alignment of the destination location.</p>
7360
7361 <p>If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
7362    then the caller guarantees that the destination pointer is aligned to that
7363    boundary.</p>
7364
7365 <p>If the <tt>isvolatile</tt> parameter is <tt>true</tt>, the
7366    <tt>llvm.memset</tt> call is a <a href="#volatile">volatile operation</a>.
7367    The detailed access behavior is not very cleanly specified and it is unwise
7368    to depend on it.</p>
7369
7370 <h5>Semantics:</h5>
7371 <p>The '<tt>llvm.memset.*</tt>' intrinsics fill "len" bytes of memory starting
7372    at the destination location.  If the argument is known to be aligned to some
7373    boundary, this can be specified as the fourth argument, otherwise it should
7374    be set to 0 or 1.</p>
7375
7376 </div>
7377
7378 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7379 <h4>
7380   <a name="int_sqrt">'<tt>llvm.sqrt.*</tt>' Intrinsic</a>
7381 </h4>
7382
7383 <div>
7384
7385 <h5>Syntax:</h5>
7386 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.sqrt</tt> on any
7387    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7388    types however.</p>
7389
7390 <pre>
7391   declare float     @llvm.sqrt.f32(float %Val)
7392   declare double    @llvm.sqrt.f64(double %Val)
7393   declare x86_fp80  @llvm.sqrt.f80(x86_fp80 %Val)
7394   declare fp128     @llvm.sqrt.f128(fp128 %Val)
7395   declare ppc_fp128 @llvm.sqrt.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
7396 </pre>
7397
7398 <h5>Overview:</h5>
7399 <p>The '<tt>llvm.sqrt</tt>' intrinsics return the sqrt of the specified operand,
7400    returning the same value as the libm '<tt>sqrt</tt>' functions would.
7401    Unlike <tt>sqrt</tt> in libm, however, <tt>llvm.sqrt</tt> has undefined
7402    behavior for negative numbers other than -0.0 (which allows for better
7403    optimization, because there is no need to worry about errno being
7404    set).  <tt>llvm.sqrt(-0.0)</tt> is defined to return -0.0 like IEEE sqrt.</p>
7405
7406 <h5>Arguments:</h5>
7407 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7408    type.</p>
7409
7410 <h5>Semantics:</h5>
7411 <p>This function returns the sqrt of the specified operand if it is a
7412    nonnegative floating point number.</p>
7413
7414 </div>
7415
7416 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7417 <h4>
7418   <a name="int_powi">'<tt>llvm.powi.*</tt>' Intrinsic</a>
7419 </h4>
7420
7421 <div>
7422
7423 <h5>Syntax:</h5>
7424 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.powi</tt> on any
7425    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7426    types however.</p>
7427
7428 <pre>
7429   declare float     @llvm.powi.f32(float  %Val, i32 %power)
7430   declare double    @llvm.powi.f64(double %Val, i32 %power)
7431   declare x86_fp80  @llvm.powi.f80(x86_fp80  %Val, i32 %power)
7432   declare fp128     @llvm.powi.f128(fp128 %Val, i32 %power)
7433   declare ppc_fp128 @llvm.powi.ppcf128(ppc_fp128  %Val, i32 %power)
7434 </pre>
7435
7436 <h5>Overview:</h5>
7437 <p>The '<tt>llvm.powi.*</tt>' intrinsics return the first operand raised to the
7438    specified (positive or negative) power.  The order of evaluation of
7439    multiplications is not defined.  When a vector of floating point type is
7440    used, the second argument remains a scalar integer value.</p>
7441
7442 <h5>Arguments:</h5>
7443 <p>The second argument is an integer power, and the first is a value to raise to
7444    that power.</p>
7445
7446 <h5>Semantics:</h5>
7447 <p>This function returns the first value raised to the second power with an
7448    unspecified sequence of rounding operations.</p>
7449
7450 </div>
7451
7452 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7453 <h4>
7454   <a name="int_sin">'<tt>llvm.sin.*</tt>' Intrinsic</a>
7455 </h4>
7456
7457 <div>
7458
7459 <h5>Syntax:</h5>
7460 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.sin</tt> on any
7461    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7462    types however.</p>
7463
7464 <pre>
7465   declare float     @llvm.sin.f32(float  %Val)
7466   declare double    @llvm.sin.f64(double %Val)
7467   declare x86_fp80  @llvm.sin.f80(x86_fp80  %Val)
7468   declare fp128     @llvm.sin.f128(fp128 %Val)
7469   declare ppc_fp128 @llvm.sin.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7470 </pre>
7471
7472 <h5>Overview:</h5>
7473 <p>The '<tt>llvm.sin.*</tt>' intrinsics return the sine of the operand.</p>
7474
7475 <h5>Arguments:</h5>
7476 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7477    type.</p>
7478
7479 <h5>Semantics:</h5>
7480 <p>This function returns the sine of the specified operand, returning the same
7481    values as the libm <tt>sin</tt> functions would, and handles error conditions
7482    in the same way.</p>
7483
7484 </div>
7485
7486 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7487 <h4>
7488   <a name="int_cos">'<tt>llvm.cos.*</tt>' Intrinsic</a>
7489 </h4>
7490
7491 <div>
7492
7493 <h5>Syntax:</h5>
7494 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.cos</tt> on any
7495    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7496    types however.</p>
7497
7498 <pre>
7499   declare float     @llvm.cos.f32(float  %Val)
7500   declare double    @llvm.cos.f64(double %Val)
7501   declare x86_fp80  @llvm.cos.f80(x86_fp80  %Val)
7502   declare fp128     @llvm.cos.f128(fp128 %Val)
7503   declare ppc_fp128 @llvm.cos.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7504 </pre>
7505
7506 <h5>Overview:</h5>
7507 <p>The '<tt>llvm.cos.*</tt>' intrinsics return the cosine of the operand.</p>
7508
7509 <h5>Arguments:</h5>
7510 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7511    type.</p>
7512
7513 <h5>Semantics:</h5>
7514 <p>This function returns the cosine of the specified operand, returning the same
7515    values as the libm <tt>cos</tt> functions would, and handles error conditions
7516    in the same way.</p>
7517
7518 </div>
7519
7520 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7521 <h4>
7522   <a name="int_pow">'<tt>llvm.pow.*</tt>' Intrinsic</a>
7523 </h4>
7524
7525 <div>
7526
7527 <h5>Syntax:</h5>
7528 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.pow</tt> on any
7529    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7530    types however.</p>
7531
7532 <pre>
7533   declare float     @llvm.pow.f32(float  %Val, float %Power)
7534   declare double    @llvm.pow.f64(double %Val, double %Power)
7535   declare x86_fp80  @llvm.pow.f80(x86_fp80  %Val, x86_fp80 %Power)
7536   declare fp128     @llvm.pow.f128(fp128 %Val, fp128 %Power)
7537   declare ppc_fp128 @llvm.pow.ppcf128(ppc_fp128  %Val, ppc_fp128 Power)
7538 </pre>
7539
7540 <h5>Overview:</h5>
7541 <p>The '<tt>llvm.pow.*</tt>' intrinsics return the first operand raised to the
7542    specified (positive or negative) power.</p>
7543
7544 <h5>Arguments:</h5>
7545 <p>The second argument is a floating point power, and the first is a value to
7546    raise to that power.</p>
7547
7548 <h5>Semantics:</h5>
7549 <p>This function returns the first value raised to the second power, returning
7550    the same values as the libm <tt>pow</tt> functions would, and handles error
7551    conditions in the same way.</p>
7552
7553 </div>
7554
7555 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7556 <h4>
7557   <a name="int_exp">'<tt>llvm.exp.*</tt>' Intrinsic</a>
7558 </h4>
7559
7560 <div>
7561
7562 <h5>Syntax:</h5>
7563 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.exp</tt> on any
7564    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7565    types however.</p>
7566
7567 <pre>
7568   declare float     @llvm.exp.f32(float  %Val)
7569   declare double    @llvm.exp.f64(double %Val)
7570   declare x86_fp80  @llvm.exp.f80(x86_fp80  %Val)
7571   declare fp128     @llvm.exp.f128(fp128 %Val)
7572   declare ppc_fp128 @llvm.exp.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7573 </pre>
7574
7575 <h5>Overview:</h5>
7576 <p>The '<tt>llvm.exp.*</tt>' intrinsics perform the exp function.</p>
7577
7578 <h5>Arguments:</h5>
7579 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7580    type.</p>
7581
7582 <h5>Semantics:</h5>
7583 <p>This function returns the same values as the libm <tt>exp</tt> functions
7584    would, and handles error conditions in the same way.</p>
7585
7586 </div>
7587
7588 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7589 <h4>
7590   <a name="int_exp2">'<tt>llvm.exp2.*</tt>' Intrinsic</a>
7591 </h4>
7592
7593 <div>
7594
7595 <h5>Syntax:</h5>
7596 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.exp2</tt> on any
7597    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7598    types however.</p>
7599
7600 <pre>
7601   declare float     @llvm.exp2.f32(float  %Val)
7602   declare double    @llvm.exp2.f64(double %Val)
7603   declare x86_fp80  @llvm.exp2.f80(x86_fp80  %Val)
7604   declare fp128     @llvm.exp2.f128(fp128 %Val)
7605   declare ppc_fp128 @llvm.exp2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7606 </pre>
7607
7608 <h5>Overview:</h5>
7609 <p>The '<tt>llvm.exp2.*</tt>' intrinsics perform the exp2 function.</p>
7610
7611 <h5>Arguments:</h5>
7612 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7613    type.</p>
7614
7615 <h5>Semantics:</h5>
7616 <p>This function returns the same values as the libm <tt>exp2</tt> functions
7617    would, and handles error conditions in the same way.</p>
7618
7619 </div>
7620
7621 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7622 <h4>
7623   <a name="int_log">'<tt>llvm.log.*</tt>' Intrinsic</a>
7624 </h4>
7625
7626 <div>
7627
7628 <h5>Syntax:</h5>
7629 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.log</tt> on any
7630    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7631    types however.</p>
7632
7633 <pre>
7634   declare float     @llvm.log.f32(float  %Val)
7635   declare double    @llvm.log.f64(double %Val)
7636   declare x86_fp80  @llvm.log.f80(x86_fp80  %Val)
7637   declare fp128     @llvm.log.f128(fp128 %Val)
7638   declare ppc_fp128 @llvm.log.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7639 </pre>
7640
7641 <h5>Overview:</h5>
7642 <p>The '<tt>llvm.log.*</tt>' intrinsics perform the log function.</p>
7643
7644 <h5>Arguments:</h5>
7645 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7646    type.</p>
7647
7648 <h5>Semantics:</h5>
7649 <p>This function returns the same values as the libm <tt>log</tt> functions
7650    would, and handles error conditions in the same way.</p>
7651
7652 </div>
7653
7654 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7655 <h4>
7656   <a name="int_log10">'<tt>llvm.log10.*</tt>' Intrinsic</a>
7657 </h4>
7658
7659 <div>
7660
7661 <h5>Syntax:</h5>
7662 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.log10</tt> on any
7663    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7664    types however.</p>
7665
7666 <pre>
7667   declare float     @llvm.log10.f32(float  %Val)
7668   declare double    @llvm.log10.f64(double %Val)
7669   declare x86_fp80  @llvm.log10.f80(x86_fp80  %Val)
7670   declare fp128     @llvm.log10.f128(fp128 %Val)
7671   declare ppc_fp128 @llvm.log10.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7672 </pre>
7673
7674 <h5>Overview:</h5>
7675 <p>The '<tt>llvm.log10.*</tt>' intrinsics perform the log10 function.</p>
7676
7677 <h5>Arguments:</h5>
7678 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7679    type.</p>
7680
7681 <h5>Semantics:</h5>
7682 <p>This function returns the same values as the libm <tt>log10</tt> functions
7683    would, and handles error conditions in the same way.</p>
7684
7685 </div>
7686
7687 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7688 <h4>
7689   <a name="int_log2">'<tt>llvm.log2.*</tt>' Intrinsic</a>
7690 </h4>
7691
7692 <div>
7693
7694 <h5>Syntax:</h5>
7695 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.log2</tt> on any
7696    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7697    types however.</p>
7698
7699 <pre>
7700   declare float     @llvm.log2.f32(float  %Val)
7701   declare double    @llvm.log2.f64(double %Val)
7702   declare x86_fp80  @llvm.log2.f80(x86_fp80  %Val)
7703   declare fp128     @llvm.log2.f128(fp128 %Val)
7704   declare ppc_fp128 @llvm.log2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7705 </pre>
7706
7707 <h5>Overview:</h5>
7708 <p>The '<tt>llvm.log2.*</tt>' intrinsics perform the log2 function.</p>
7709
7710 <h5>Arguments:</h5>
7711 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7712    type.</p>
7713
7714 <h5>Semantics:</h5>
7715 <p>This function returns the same values as the libm <tt>log2</tt> functions
7716    would, and handles error conditions in the same way.</p>
7717
7718 </div>
7719
7720 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7721 <h4>
7722   <a name="int_fma">'<tt>llvm.fma.*</tt>' Intrinsic</a>
7723 </h4>
7724
7725 <div>
7726
7727 <h5>Syntax:</h5>
7728 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.fma</tt> on any
7729    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7730    types however.</p>
7731
7732 <pre>
7733   declare float     @llvm.fma.f32(float  %a, float  %b, float  %c)
7734   declare double    @llvm.fma.f64(double %a, double %b, double %c)
7735   declare x86_fp80  @llvm.fma.f80(x86_fp80 %a, x86_fp80 %b, x86_fp80 %c)
7736   declare fp128     @llvm.fma.f128(fp128 %a, fp128 %b, fp128 %c)
7737   declare ppc_fp128 @llvm.fma.ppcf128(ppc_fp128 %a, ppc_fp128 %b, ppc_fp128 %c)
7738 </pre>
7739
7740 <h5>Overview:</h5>
7741 <p>The '<tt>llvm.fma.*</tt>' intrinsics perform the fused multiply-add
7742    operation.</p>
7743
7744 <h5>Arguments:</h5>
7745 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7746    type.</p>
7747
7748 <h5>Semantics:</h5>
7749 <p>This function returns the same values as the libm <tt>fma</tt> functions
7750    would.</p>
7751
7752 </div>
7753
7754 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7755 <h4>
7756   <a name="int_fabs">'<tt>llvm.fabs.*</tt>' Intrinsic</a>
7757 </h4>
7758
7759 <div>
7760
7761 <h5>Syntax:</h5>
7762 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.fabs</tt> on any
7763    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7764    types however.</p>
7765
7766 <pre>
7767   declare float     @llvm.fabs.f32(float  %Val)
7768   declare double    @llvm.fabs.f64(double %Val)
7769   declare x86_fp80  @llvm.fabs.f80(x86_fp80  %Val)
7770   declare fp128     @llvm.fabs.f128(fp128 %Val)
7771   declare ppc_fp128 @llvm.fabs.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7772 </pre>
7773
7774 <h5>Overview:</h5>
7775 <p>The '<tt>llvm.fabs.*</tt>' intrinsics return the absolute value of
7776    the operand.</p>
7777
7778 <h5>Arguments:</h5>
7779 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7780    type.</p>
7781
7782 <h5>Semantics:</h5>
7783 <p>This function returns the same values as the libm <tt>fabs</tt> functions
7784    would, and handles error conditions in the same way.</p>
7785
7786 </div>
7787
7788 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7789 <h4>
7790   <a name="int_floor">'<tt>llvm.floor.*</tt>' Intrinsic</a>
7791 </h4>
7792
7793 <div>
7794
7795 <h5>Syntax:</h5>
7796 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.floor</tt> on any
7797    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7798    types however.</p>
7799
7800 <pre>
7801   declare float     @llvm.floor.f32(float  %Val)
7802   declare double    @llvm.floor.f64(double %Val)
7803   declare x86_fp80  @llvm.floor.f80(x86_fp80  %Val)
7804   declare fp128     @llvm.floor.f128(fp128 %Val)
7805   declare ppc_fp128 @llvm.floor.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7806 </pre>
7807
7808 <h5>Overview:</h5>
7809 <p>The '<tt>llvm.floor.*</tt>' intrinsics return the floor of
7810    the operand.</p>
7811
7812 <h5>Arguments:</h5>
7813 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7814    type.</p>
7815
7816 <h5>Semantics:</h5>
7817 <p>This function returns the same values as the libm <tt>floor</tt> functions
7818    would, and handles error conditions in the same way.</p>
7819
7820 </div>
7821
7822 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7823 <h4>
7824   <a name="int_ceil">'<tt>llvm.ceil.*</tt>' Intrinsic</a>
7825 </h4>
7826
7827 <div>
7828
7829 <h5>Syntax:</h5>
7830 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.ceil</tt> on any
7831    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7832    types however.</p>
7833
7834 <pre>
7835   declare float     @llvm.ceil.f32(float  %Val)
7836   declare double    @llvm.ceil.f64(double %Val)
7837   declare x86_fp80  @llvm.ceil.f80(x86_fp80  %Val)
7838   declare fp128     @llvm.ceil.f128(fp128 %Val)
7839   declare ppc_fp128 @llvm.ceil.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7840 </pre>
7841
7842 <h5>Overview:</h5>
7843 <p>The '<tt>llvm.ceil.*</tt>' intrinsics return the ceiling of
7844    the operand.</p>
7845
7846 <h5>Arguments:</h5>
7847 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7848    type.</p>
7849
7850 <h5>Semantics:</h5>
7851 <p>This function returns the same values as the libm <tt>ceil</tt> functions
7852    would, and handles error conditions in the same way.</p>
7853
7854 </div>
7855
7856 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7857 <h4>
7858   <a name="int_trunc">'<tt>llvm.trunc.*</tt>' Intrinsic</a>
7859 </h4>
7860
7861 <div>
7862
7863 <h5>Syntax:</h5>
7864 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.trunc</tt> on any
7865    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7866    types however.</p>
7867
7868 <pre>
7869   declare float     @llvm.trunc.f32(float  %Val)
7870   declare double    @llvm.trunc.f64(double %Val)
7871   declare x86_fp80  @llvm.trunc.f80(x86_fp80  %Val)
7872   declare fp128     @llvm.trunc.f128(fp128 %Val)
7873   declare ppc_fp128 @llvm.trunc.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7874 </pre>
7875
7876 <h5>Overview:</h5>
7877 <p>The '<tt>llvm.trunc.*</tt>' intrinsics returns the operand rounded to the
7878    nearest integer not larger in magnitude than the operand.</p>
7879
7880 <h5>Arguments:</h5>
7881 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7882    type.</p>
7883
7884 <h5>Semantics:</h5>
7885 <p>This function returns the same values as the libm <tt>trunc</tt> functions
7886    would, and handles error conditions in the same way.</p>
7887
7888 </div>
7889
7890 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7891 <h4>
7892   <a name="int_rint">'<tt>llvm.rint.*</tt>' Intrinsic</a>
7893 </h4>
7894
7895 <div>
7896
7897 <h5>Syntax:</h5>
7898 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.rint</tt> on any
7899    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7900    types however.</p>
7901
7902 <pre>
7903   declare float     @llvm.rint.f32(float  %Val)
7904   declare double    @llvm.rint.f64(double %Val)
7905   declare x86_fp80  @llvm.rint.f80(x86_fp80  %Val)
7906   declare fp128     @llvm.rint.f128(fp128 %Val)
7907   declare ppc_fp128 @llvm.rint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7908 </pre>
7909
7910 <h5>Overview:</h5>
7911 <p>The '<tt>llvm.rint.*</tt>' intrinsics returns the operand rounded to the
7912    nearest integer. It may raise an inexact floating-point exception if the
7913    operand isn't an integer.</p>
7914
7915 <h5>Arguments:</h5>
7916 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7917    type.</p>
7918
7919 <h5>Semantics:</h5>
7920 <p>This function returns the same values as the libm <tt>rint</tt> functions
7921    would, and handles error conditions in the same way.</p>
7922
7923 </div>
7924
7925 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7926 <h4>
7927   <a name="int_nearbyint">'<tt>llvm.nearbyint.*</tt>' Intrinsic</a>
7928 </h4>
7929
7930 <div>
7931
7932 <h5>Syntax:</h5>
7933 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.nearbyint</tt> on any
7934    floating point or vector of floating point type. Not all targets support all
7935    types however.</p>
7936
7937 <pre>
7938   declare float     @llvm.nearbyint.f32(float  %Val)
7939   declare double    @llvm.nearbyint.f64(double %Val)
7940   declare x86_fp80  @llvm.nearbyint.f80(x86_fp80  %Val)
7941   declare fp128     @llvm.nearbyint.f128(fp128 %Val)
7942   declare ppc_fp128 @llvm.nearbyint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7943 </pre>
7944
7945 <h5>Overview:</h5>
7946 <p>The '<tt>llvm.nearbyint.*</tt>' intrinsics returns the operand rounded to the
7947    nearest integer.</p>
7948
7949 <h5>Arguments:</h5>
7950 <p>The argument and return value are floating point numbers of the same
7951    type.</p>
7952
7953 <h5>Semantics:</h5>
7954 <p>This function returns the same values as the libm <tt>nearbyint</tt>
7955    functions would, and handles error conditions in the same way.</p>
7956
7957 </div>
7958
7959 </div>
7960
7961 <!-- ======================================================================= -->
7962 <h3>
7963   <a name="int_manip">Bit Manipulation Intrinsics</a>
7964 </h3>
7965
7966 <div>
7967
7968 <p>LLVM provides intrinsics for a few important bit manipulation operations.
7969    These allow efficient code generation for some algorithms.</p>
7970
7971 <!-- _______________________________________________________________________ -->
7972 <h4>
7973   <a name="int_bswap">'<tt>llvm.bswap.*</tt>' Intrinsics</a>
7974 </h4>
7975
7976 <div>
7977
7978 <h5>Syntax:</h5>
7979 <p>This is an overloaded intrinsic function. You can use bswap on any integer
7980    type that is an even number of bytes (i.e. BitWidth % 16 == 0).</p>
7981
7982 <pre>
7983   declare i16 @llvm.bswap.i16(i16 &lt;id&gt;)
7984   declare i32 @llvm.bswap.i32(i32 &lt;id&gt;)
7985   declare i64 @llvm.bswap.i64(i64 &lt;id&gt;)
7986 </pre>
7987
7988 <h5>Overview:</h5>
7989 <p>The '<tt>llvm.bswap</tt>' family of intrinsics is used to byte swap integer
7990    values with an even number of bytes (positive multiple of 16 bits).  These
7991    are useful for performing operations on data that is not in the target's
7992    native byte order.</p>
7993
7994 <h5>Semantics:</h5>
7995 <p>The <tt>llvm.bswap.i16</tt> intrinsic returns an i16 value that has the high
7996    and low byte of the input i16 swapped.  Similarly,
7997    the <tt>llvm.bswap.i32</tt> intrinsic returns an i32 value that has the four
7998    bytes of the input i32 swapped, so that if the input bytes are numbered 0, 1,
7999    2, 3 then the returned i32 will have its bytes in 3, 2, 1, 0 order.
8000    The <tt>llvm.bswap.i48</tt>, <tt>llvm.bswap.i64</tt> and other intrinsics
8001    extend this concept to additional even-byte lengths (6 bytes, 8 bytes and
8002    more, respectively).</p>
8003
8004 </div>
8005
8006 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8007 <h4>
8008   <a name="int_ctpop">'<tt>llvm.ctpop.*</tt>' Intrinsic</a>
8009 </h4>
8010
8011 <div>
8012
8013 <h5>Syntax:</h5>
8014 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.ctpop on any integer bit
8015    width, or on any vector with integer elements. Not all targets support all
8016   bit widths or vector types, however.</p>
8017
8018 <pre>
8019   declare i8 @llvm.ctpop.i8(i8  &lt;src&gt;)
8020   declare i16 @llvm.ctpop.i16(i16 &lt;src&gt;)
8021   declare i32 @llvm.ctpop.i32(i32 &lt;src&gt;)
8022   declare i64 @llvm.ctpop.i64(i64 &lt;src&gt;)
8023   declare i256 @llvm.ctpop.i256(i256 &lt;src&gt;)
8024   declare &lt;2 x i32&gt; @llvm.ctpop.v2i32(&lt;2 x i32&gt; &lt;src&gt;)
8025 </pre>
8026
8027 <h5>Overview:</h5>
8028 <p>The '<tt>llvm.ctpop</tt>' family of intrinsics counts the number of bits set
8029    in a value.</p>
8030
8031 <h5>Arguments:</h5>
8032 <p>The only argument is the value to be counted.  The argument may be of any
8033    integer type, or a vector with integer elements.
8034    The return type must match the argument type.</p>
8035
8036 <h5>Semantics:</h5>
8037 <p>The '<tt>llvm.ctpop</tt>' intrinsic counts the 1's in a variable, or within each
8038    element of a vector.</p>
8039
8040 </div>
8041
8042 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8043 <h4>
8044   <a name="int_ctlz">'<tt>llvm.ctlz.*</tt>' Intrinsic</a>
8045 </h4>
8046
8047 <div>
8048
8049 <h5>Syntax:</h5>
8050 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.ctlz</tt> on any
8051    integer bit width, or any vector whose elements are integers. Not all
8052    targets support all bit widths or vector types, however.</p>
8053
8054 <pre>
8055   declare i8   @llvm.ctlz.i8  (i8   &lt;src&gt;, i1 &lt;is_zero_undef&gt;)
8056   declare i16  @llvm.ctlz.i16 (i16  &lt;src&gt;, i1 &lt;is_zero_undef&gt;)
8057   declare i32  @llvm.ctlz.i32 (i32  &lt;src&gt;, i1 &lt;is_zero_undef&gt;)
8058   declare i64  @llvm.ctlz.i64 (i64  &lt;src&gt;, i1 &lt;is_zero_undef&gt;)
8059   declare i256 @llvm.ctlz.i256(i256 &lt;src&gt;, i1 &lt;is_zero_undef&gt;)
8060   declase &lt;2 x i32&gt; @llvm.ctlz.v2i32(&lt;2 x i32&gt; &lt;src&gt;, i1 &lt;is_zero_undef&gt;)
8061 </pre>
8062
8063 <h5>Overview:</h5>
8064 <p>The '<tt>llvm.ctlz</tt>' family of intrinsic functions counts the number of
8065    leading zeros in a variable.</p>
8066
8067 <h5>Arguments:</h5>
8068 <p>The first argument is the value to be counted. This argument may be of any
8069    integer type, or a vectory with integer element type. The return type
8070    must match the first argument type.</p>
8071
8072 <p>The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether the
8073    intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a defined
8074    result. Historically some architectures did not provide a defined result for
8075    zero values as efficiently, and many algorithms are now predicated on
8076    avoiding zero-value inputs.</p>
8077
8078 <h5>Semantics:</h5>
8079 <p>The '<tt>llvm.ctlz</tt>' intrinsic counts the leading (most significant)
8080    zeros in a variable, or within each element of the vector.
8081    If <tt>src == 0</tt> then the result is the size in bits of the type of
8082    <tt>src</tt> if <tt>is_zero_undef == 0</tt> and <tt>undef</tt> otherwise.
8083    For example, <tt>llvm.ctlz(i32 2) = 30</tt>.</p>
8084
8085 </div>
8086
8087 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8088 <h4>
8089   <a name="int_cttz">'<tt>llvm.cttz.*</tt>' Intrinsic</a>
8090 </h4>
8091
8092 <div>
8093
8094 <h5>Syntax:</h5>
8095 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.cttz</tt> on any
8096    integer bit width, or any vector of integer elements. Not all targets
8097    support all bit widths or vector types, however.</p>
8098
8099 <pre>
8100   declare i8   @llvm.cttz.i8  (i8   &lt;src&gt;, i1 &lt;is_zero_undef&gt;)
8101   declare i16  @llvm.cttz.i16 (i16  &lt;src&gt;, i1 &lt;is_zero_undef&gt;)
8102   declare i32  @llvm.cttz.i32 (i32  &lt;src&gt;, i1 &lt;is_zero_undef&gt;)
8103   declare i64  @llvm.cttz.i64 (i64  &lt;src&gt;, i1 &lt;is_zero_undef&gt;)
8104   declare i256 @llvm.cttz.i256(i256 &lt;src&gt;, i1 &lt;is_zero_undef&gt;)
8105   declase &lt;2 x i32&gt; @llvm.cttz.v2i32(&lt;2 x i32&gt; &lt;src&gt;, i1 &lt;is_zero_undef&gt;)
8106 </pre>
8107
8108 <h5>Overview:</h5>
8109 <p>The '<tt>llvm.cttz</tt>' family of intrinsic functions counts the number of
8110    trailing zeros.</p>
8111
8112 <h5>Arguments:</h5>
8113 <p>The first argument is the value to be counted. This argument may be of any
8114    integer type, or a vectory with integer element type. The return type
8115    must match the first argument type.</p>
8116
8117 <p>The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether the
8118    intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a defined
8119    result. Historically some architectures did not provide a defined result for
8120    zero values as efficiently, and many algorithms are now predicated on
8121    avoiding zero-value inputs.</p>
8122
8123 <h5>Semantics:</h5>
8124 <p>The '<tt>llvm.cttz</tt>' intrinsic counts the trailing (least significant)
8125    zeros in a variable, or within each element of a vector.
8126    If <tt>src == 0</tt> then the result is the size in bits of the type of
8127    <tt>src</tt> if <tt>is_zero_undef == 0</tt> and <tt>undef</tt> otherwise.
8128    For example, <tt>llvm.cttz(2) = 1</tt>.</p>
8129
8130 </div>
8131
8132 </div>
8133
8134 <!-- ======================================================================= -->
8135 <h3>
8136   <a name="int_overflow">Arithmetic with Overflow Intrinsics</a>
8137 </h3>
8138
8139 <div>
8140
8141 <p>LLVM provides intrinsics for some arithmetic with overflow operations.</p>
8142
8143 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8144 <h4>
8145   <a name="int_sadd_overflow">
8146     '<tt>llvm.sadd.with.overflow.*</tt>' Intrinsics
8147   </a>
8148 </h4>
8149
8150 <div>
8151
8152 <h5>Syntax:</h5>
8153 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.sadd.with.overflow</tt>
8154    on any integer bit width.</p>
8155
8156 <pre>
8157   declare {i16, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
8158   declare {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8159   declare {i64, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
8160 </pre>
8161
8162 <h5>Overview:</h5>
8163 <p>The '<tt>llvm.sadd.with.overflow</tt>' family of intrinsic functions perform
8164    a signed addition of the two arguments, and indicate whether an overflow
8165    occurred during the signed summation.</p>
8166
8167 <h5>Arguments:</h5>
8168 <p>The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure may
8169    be of integer types of any bit width, but they must have the same bit
8170    width. The second element of the result structure must be of
8171    type <tt>i1</tt>. <tt>%a</tt> and <tt>%b</tt> are the two values that will
8172    undergo signed addition.</p>
8173
8174 <h5>Semantics:</h5>
8175 <p>The '<tt>llvm.sadd.with.overflow</tt>' family of intrinsic functions perform
8176    a signed addition of the two variables. They return a structure &mdash; the
8177    first element of which is the signed summation, and the second element of
8178    which is a bit specifying if the signed summation resulted in an
8179    overflow.</p>
8180
8181 <h5>Examples:</h5>
8182 <pre>
8183   %res = call {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8184   %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
8185   %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
8186   br i1 %obit, label %overflow, label %normal
8187 </pre>
8188
8189 </div>
8190
8191 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8192 <h4>
8193   <a name="int_uadd_overflow">
8194     '<tt>llvm.uadd.with.overflow.*</tt>' Intrinsics
8195   </a>
8196 </h4>
8197
8198 <div>
8199
8200 <h5>Syntax:</h5>
8201 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.uadd.with.overflow</tt>
8202    on any integer bit width.</p>
8203
8204 <pre>
8205   declare {i16, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
8206   declare {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8207   declare {i64, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
8208 </pre>
8209
8210 <h5>Overview:</h5>
8211 <p>The '<tt>llvm.uadd.with.overflow</tt>' family of intrinsic functions perform
8212    an unsigned addition of the two arguments, and indicate whether a carry
8213    occurred during the unsigned summation.</p>
8214
8215 <h5>Arguments:</h5>
8216 <p>The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure may
8217    be of integer types of any bit width, but they must have the same bit
8218    width. The second element of the result structure must be of
8219    type <tt>i1</tt>. <tt>%a</tt> and <tt>%b</tt> are the two values that will
8220    undergo unsigned addition.</p>
8221
8222 <h5>Semantics:</h5>
8223 <p>The '<tt>llvm.uadd.with.overflow</tt>' family of intrinsic functions perform
8224    an unsigned addition of the two arguments. They return a structure &mdash;
8225    the first element of which is the sum, and the second element of which is a
8226    bit specifying if the unsigned summation resulted in a carry.</p>
8227
8228 <h5>Examples:</h5>
8229 <pre>
8230   %res = call {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8231   %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
8232   %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
8233   br i1 %obit, label %carry, label %normal
8234 </pre>
8235
8236 </div>
8237
8238 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8239 <h4>
8240   <a name="int_ssub_overflow">
8241     '<tt>llvm.ssub.with.overflow.*</tt>' Intrinsics
8242   </a>
8243 </h4>
8244
8245 <div>
8246
8247 <h5>Syntax:</h5>
8248 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.ssub.with.overflow</tt>
8249    on any integer bit width.</p>
8250
8251 <pre>
8252   declare {i16, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
8253   declare {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8254   declare {i64, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
8255 </pre>
8256
8257 <h5>Overview:</h5>
8258 <p>The '<tt>llvm.ssub.with.overflow</tt>' family of intrinsic functions perform
8259    a signed subtraction of the two arguments, and indicate whether an overflow
8260    occurred during the signed subtraction.</p>
8261
8262 <h5>Arguments:</h5>
8263 <p>The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure may
8264    be of integer types of any bit width, but they must have the same bit
8265    width. The second element of the result structure must be of
8266    type <tt>i1</tt>. <tt>%a</tt> and <tt>%b</tt> are the two values that will
8267    undergo signed subtraction.</p>
8268
8269 <h5>Semantics:</h5>
8270 <p>The '<tt>llvm.ssub.with.overflow</tt>' family of intrinsic functions perform
8271    a signed subtraction of the two arguments. They return a structure &mdash;
8272    the first element of which is the subtraction, and the second element of
8273    which is a bit specifying if the signed subtraction resulted in an
8274    overflow.</p>
8275
8276 <h5>Examples:</h5>
8277 <pre>
8278   %res = call {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8279   %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
8280   %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
8281   br i1 %obit, label %overflow, label %normal
8282 </pre>
8283
8284 </div>
8285
8286 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8287 <h4>
8288   <a name="int_usub_overflow">
8289     '<tt>llvm.usub.with.overflow.*</tt>' Intrinsics
8290   </a>
8291 </h4>
8292
8293 <div>
8294
8295 <h5>Syntax:</h5>
8296 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.usub.with.overflow</tt>
8297    on any integer bit width.</p>
8298
8299 <pre>
8300   declare {i16, i1} @llvm.usub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
8301   declare {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8302   declare {i64, i1} @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
8303 </pre>
8304
8305 <h5>Overview:</h5>
8306 <p>The '<tt>llvm.usub.with.overflow</tt>' family of intrinsic functions perform
8307    an unsigned subtraction of the two arguments, and indicate whether an
8308    overflow occurred during the unsigned subtraction.</p>
8309
8310 <h5>Arguments:</h5>
8311 <p>The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure may
8312    be of integer types of any bit width, but they must have the same bit
8313    width. The second element of the result structure must be of
8314    type <tt>i1</tt>. <tt>%a</tt> and <tt>%b</tt> are the two values that will
8315    undergo unsigned subtraction.</p>
8316
8317 <h5>Semantics:</h5>
8318 <p>The '<tt>llvm.usub.with.overflow</tt>' family of intrinsic functions perform
8319    an unsigned subtraction of the two arguments. They return a structure &mdash;
8320    the first element of which is the subtraction, and the second element of
8321    which is a bit specifying if the unsigned subtraction resulted in an
8322    overflow.</p>
8323
8324 <h5>Examples:</h5>
8325 <pre>
8326   %res = call {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8327   %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
8328   %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
8329   br i1 %obit, label %overflow, label %normal
8330 </pre>
8331
8332 </div>
8333
8334 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8335 <h4>
8336   <a name="int_smul_overflow">
8337     '<tt>llvm.smul.with.overflow.*</tt>' Intrinsics
8338   </a>
8339 </h4>
8340
8341 <div>
8342
8343 <h5>Syntax:</h5>
8344 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.smul.with.overflow</tt>
8345    on any integer bit width.</p>
8346
8347 <pre>
8348   declare {i16, i1} @llvm.smul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
8349   declare {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8350   declare {i64, i1} @llvm.smul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
8351 </pre>
8352
8353 <h5>Overview:</h5>
8354
8355 <p>The '<tt>llvm.smul.with.overflow</tt>' family of intrinsic functions perform
8356    a signed multiplication of the two arguments, and indicate whether an
8357    overflow occurred during the signed multiplication.</p>
8358
8359 <h5>Arguments:</h5>
8360 <p>The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure may
8361    be of integer types of any bit width, but they must have the same bit
8362    width. The second element of the result structure must be of
8363    type <tt>i1</tt>. <tt>%a</tt> and <tt>%b</tt> are the two values that will
8364    undergo signed multiplication.</p>
8365
8366 <h5>Semantics:</h5>
8367 <p>The '<tt>llvm.smul.with.overflow</tt>' family of intrinsic functions perform
8368    a signed multiplication of the two arguments. They return a structure &mdash;
8369    the first element of which is the multiplication, and the second element of
8370    which is a bit specifying if the signed multiplication resulted in an
8371    overflow.</p>
8372
8373 <h5>Examples:</h5>
8374 <pre>
8375   %res = call {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8376   %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
8377   %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
8378   br i1 %obit, label %overflow, label %normal
8379 </pre>
8380
8381 </div>
8382
8383 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8384 <h4>
8385   <a name="int_umul_overflow">
8386     '<tt>llvm.umul.with.overflow.*</tt>' Intrinsics
8387   </a>
8388 </h4>
8389
8390 <div>
8391
8392 <h5>Syntax:</h5>
8393 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use <tt>llvm.umul.with.overflow</tt>
8394    on any integer bit width.</p>
8395
8396 <pre>
8397   declare {i16, i1} @llvm.umul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
8398   declare {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8399   declare {i64, i1} @llvm.umul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
8400 </pre>
8401
8402 <h5>Overview:</h5>
8403 <p>The '<tt>llvm.umul.with.overflow</tt>' family of intrinsic functions perform
8404    a unsigned multiplication of the two arguments, and indicate whether an
8405    overflow occurred during the unsigned multiplication.</p>
8406
8407 <h5>Arguments:</h5>
8408 <p>The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure may
8409    be of integer types of any bit width, but they must have the same bit
8410    width. The second element of the result structure must be of
8411    type <tt>i1</tt>. <tt>%a</tt> and <tt>%b</tt> are the two values that will
8412    undergo unsigned multiplication.</p>
8413
8414 <h5>Semantics:</h5>
8415 <p>The '<tt>llvm.umul.with.overflow</tt>' family of intrinsic functions perform
8416    an unsigned multiplication of the two arguments. They return a structure
8417    &mdash; the first element of which is the multiplication, and the second
8418    element of which is a bit specifying if the unsigned multiplication resulted
8419    in an overflow.</p>
8420
8421 <h5>Examples:</h5>
8422 <pre>
8423   %res = call {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8424   %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
8425   %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
8426   br i1 %obit, label %overflow, label %normal
8427 </pre>
8428
8429 </div>
8430
8431 </div>
8432
8433 <!-- ======================================================================= -->
8434 <h3>
8435   <a name="spec_arithmetic">Specialised Arithmetic Intrinsics</a>
8436 </h3>
8437
8438 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8439
8440 <h4>
8441   <a name="fmuladd">'<tt>llvm.fmuladd.*</tt>' Intrinsic</a>
8442 </h4>
8443
8444 <div>
8445
8446 <h5>Syntax:</h5>
8447 <pre>
8448   declare float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c)
8449   declare double @llvm.fmuladd.f64(double %a, double %b, double %c)
8450 </pre>
8451
8452 <h5>Overview:</h5>
8453 <p>The '<tt>llvm.fmuladd.*</tt>' intrinsic functions represent multiply-add
8454 expressions that can be fused if the code generator determines that the fused
8455 expression would be legal and efficient.</p>
8456
8457 <h5>Arguments:</h5>
8458 <p>The '<tt>llvm.fmuladd.*</tt>' intrinsics each take three arguments: two
8459 multiplicands, a and b, and an addend c.</p>
8460
8461 <h5>Semantics:</h5>
8462 <p>The expression:</p>
8463 <pre>
8464   %0 = call float @llvm.fmuladd.f32(%a, %b, %c)
8465 </pre>
8466 <p>is equivalent to the expression a * b + c, except that rounding will not be
8467 performed between the multiplication and addition steps if the code generator
8468 fuses the operations. Fusion is not guaranteed, even if the target platform
8469 supports it. If a fused multiply-add is required the corresponding llvm.fma.*
8470 intrinsic function should be used instead.</p>
8471
8472 <h5>Examples:</h5>
8473 <pre>
8474   %r2 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c) ; yields {float}:r2 = (a * b) + c
8475 </pre>
8476
8477 </div>
8478
8479 <!-- ======================================================================= -->
8480 <h3>
8481   <a name="int_fp16">Half Precision Floating Point Intrinsics</a>
8482 </h3>
8483
8484 <div>
8485
8486 <p>For most target platforms, half precision floating point is a storage-only
8487    format. This means that it is
8488    a dense encoding (in memory) but does not support computation in the
8489    format.</p>
8490
8491 <p>This means that code must first load the half-precision floating point
8492    value as an i16, then convert it to float with <a
8493    href="#int_convert_from_fp16"><tt>llvm.convert.from.fp16</tt></a>.
8494    Computation can then be performed on the float value (including extending to
8495    double etc).  To store the value back to memory, it is first converted to
8496    float if needed, then converted to i16 with
8497    <a href="#int_convert_to_fp16"><tt>llvm.convert.to.fp16</tt></a>, then
8498    storing as an i16 value.</p>
8499
8500 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8501 <h4>
8502   <a name="int_convert_to_fp16">
8503     '<tt>llvm.convert.to.fp16</tt>' Intrinsic
8504   </a>
8505 </h4>
8506
8507 <div>
8508
8509 <h5>Syntax:</h5>
8510 <pre>
8511   declare i16 @llvm.convert.to.fp16(f32 %a)
8512 </pre>
8513
8514 <h5>Overview:</h5>
8515 <p>The '<tt>llvm.convert.to.fp16</tt>' intrinsic function performs
8516    a conversion from single precision floating point format to half precision
8517    floating point format.</p>
8518
8519 <h5>Arguments:</h5>
8520 <p>The intrinsic function contains single argument - the value to be
8521    converted.</p>
8522
8523 <h5>Semantics:</h5>
8524 <p>The '<tt>llvm.convert.to.fp16</tt>' intrinsic function performs
8525    a conversion from single precision floating point format to half precision
8526    floating point format. The return value is an <tt>i16</tt> which
8527    contains the converted number.</p>
8528
8529 <h5>Examples:</h5>
8530 <pre>
8531   %res = call i16 @llvm.convert.to.fp16(f32 %a)
8532   store i16 %res, i16* @x, align 2
8533 </pre>
8534
8535 </div>
8536
8537 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8538 <h4>
8539   <a name="int_convert_from_fp16">
8540     '<tt>llvm.convert.from.fp16</tt>' Intrinsic
8541   </a>
8542 </h4>
8543
8544 <div>
8545
8546 <h5>Syntax:</h5>
8547 <pre>
8548   declare f32 @llvm.convert.from.fp16(i16 %a)
8549 </pre>
8550
8551 <h5>Overview:</h5>
8552 <p>The '<tt>llvm.convert.from.fp16</tt>' intrinsic function performs
8553    a conversion from half precision floating point format to single precision
8554    floating point format.</p>
8555
8556 <h5>Arguments:</h5>
8557 <p>The intrinsic function contains single argument - the value to be
8558    converted.</p>
8559
8560 <h5>Semantics:</h5>
8561 <p>The '<tt>llvm.convert.from.fp16</tt>' intrinsic function performs a
8562    conversion from half single precision floating point format to single
8563    precision floating point format. The input half-float value is represented by
8564    an <tt>i16</tt> value.</p>
8565
8566 <h5>Examples:</h5>
8567 <pre>
8568   %a = load i16* @x, align 2
8569   %res = call f32 @llvm.convert.from.fp16(i16 %a)
8570 </pre>
8571
8572 </div>
8573
8574 </div>
8575
8576 <!-- ======================================================================= -->
8577 <h3>
8578   <a name="int_debugger">Debugger Intrinsics</a>
8579 </h3>
8580
8581 <div>
8582
8583 <p>The LLVM debugger intrinsics (which all start with <tt>llvm.dbg.</tt>
8584    prefix), are described in
8585    the <a href="SourceLevelDebugging.html#format_common_intrinsics">LLVM Source
8586    Level Debugging</a> document.</p>
8587
8588 </div>
8589
8590 <!-- ======================================================================= -->
8591 <h3>
8592   <a name="int_eh">Exception Handling Intrinsics</a>
8593 </h3>
8594
8595 <div>
8596
8597 <p>The LLVM exception handling intrinsics (which all start with
8598    <tt>llvm.eh.</tt> prefix), are described in
8599    the <a href="ExceptionHandling.html#format_common_intrinsics">LLVM Exception
8600    Handling</a> document.</p>
8601
8602 </div>
8603
8604 <!-- ======================================================================= -->
8605 <h3>
8606   <a name="int_trampoline">Trampoline Intrinsics</a>
8607 </h3>
8608
8609 <div>
8610
8611 <p>These intrinsics make it possible to excise one parameter, marked with
8612    the <a href="#nest"><tt>nest</tt></a> attribute, from a function.
8613    The result is a callable
8614    function pointer lacking the nest parameter - the caller does not need to
8615    provide a value for it.  Instead, the value to use is stored in advance in a
8616    "trampoline", a block of memory usually allocated on the stack, which also
8617    contains code to splice the nest value into the argument list.  This is used
8618    to implement the GCC nested function address extension.</p>
8619
8620 <p>For example, if the function is
8621    <tt>i32 f(i8* nest %c, i32 %x, i32 %y)</tt> then the resulting function
8622    pointer has signature <tt>i32 (i32, i32)*</tt>.  It can be created as
8623    follows:</p>
8624
8625 <pre class="doc_code">
8626   %tramp = alloca [10 x i8], align 4 ; size and alignment only correct for X86
8627   %tramp1 = getelementptr [10 x i8]* %tramp, i32 0, i32 0
8628   call i8* @llvm.init.trampoline(i8* %tramp1, i8* bitcast (i32 (i8*, i32, i32)* @f to i8*), i8* %nval)
8629   %p = call i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* %tramp1)
8630   %fp = bitcast i8* %p to i32 (i32, i32)*
8631 </pre>
8632
8633 <p>The call <tt>%val = call i32 %fp(i32 %x, i32 %y)</tt> is then equivalent
8634    to <tt>%val = call i32 %f(i8* %nval, i32 %x, i32 %y)</tt>.</p>
8635
8636 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8637 <h4>
8638   <a name="int_it">
8639     '<tt>llvm.init.trampoline</tt>' Intrinsic
8640   </a>
8641 </h4>
8642
8643 <div>
8644
8645 <h5>Syntax:</h5>
8646 <pre>
8647   declare void @llvm.init.trampoline(i8* &lt;tramp&gt;, i8* &lt;func&gt;, i8* &lt;nval&gt;)
8648 </pre>
8649
8650 <h5>Overview:</h5>
8651 <p>This fills the memory pointed to by <tt>tramp</tt> with executable code,
8652    turning it into a trampoline.</p>
8653
8654 <h5>Arguments:</h5>
8655 <p>The <tt>llvm.init.trampoline</tt> intrinsic takes three arguments, all
8656    pointers.  The <tt>tramp</tt> argument must point to a sufficiently large and
8657    sufficiently aligned block of memory; this memory is written to by the
8658    intrinsic.  Note that the size and the alignment are target-specific - LLVM
8659    currently provides no portable way of determining them, so a front-end that
8660    generates this intrinsic needs to have some target-specific knowledge.
8661    The <tt>func</tt> argument must hold a function bitcast to
8662    an <tt>i8*</tt>.</p>
8663
8664 <h5>Semantics:</h5>
8665 <p>The block of memory pointed to by <tt>tramp</tt> is filled with target
8666    dependent code, turning it into a function.  Then <tt>tramp</tt> needs to be
8667    passed to <a href="#int_at">llvm.adjust.trampoline</a> to get a pointer
8668    which can be <a href="#int_trampoline">bitcast (to a new function) and
8669    called</a>.  The new function's signature is the same as that of
8670    <tt>func</tt> with any arguments marked with the <tt>nest</tt> attribute
8671    removed.  At most one such <tt>nest</tt> argument is allowed, and it must be of
8672    pointer type.  Calling the new function is equivalent to calling <tt>func</tt>
8673    with the same argument list, but with <tt>nval</tt> used for the missing
8674    <tt>nest</tt> argument.  If, after calling <tt>llvm.init.trampoline</tt>, the
8675    memory pointed to by <tt>tramp</tt> is modified, then the effect of any later call
8676    to the returned function pointer is undefined.</p>
8677 </div>
8678
8679 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8680 <h4>
8681   <a name="int_at">
8682     '<tt>llvm.adjust.trampoline</tt>' Intrinsic
8683   </a>
8684 </h4>
8685
8686 <div>
8687
8688 <h5>Syntax:</h5>
8689 <pre>
8690   declare i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* &lt;tramp&gt;)
8691 </pre>
8692
8693 <h5>Overview:</h5>
8694 <p>This performs any required machine-specific adjustment to the address of a
8695    trampoline (passed as <tt>tramp</tt>).</p>
8696
8697 <h5>Arguments:</h5>
8698 <p><tt>tramp</tt> must point to a block of memory which already has trampoline code
8699    filled in by a previous call to <a href="#int_it"><tt>llvm.init.trampoline</tt>
8700    </a>.</p>
8701
8702 <h5>Semantics:</h5>
8703 <p>On some architectures the address of the code to be executed needs to be
8704    different to the address where the trampoline is actually stored.  This
8705    intrinsic returns the executable address corresponding to <tt>tramp</tt>
8706    after performing the required machine specific adjustments.
8707    The pointer returned can then be <a href="#int_trampoline"> bitcast and
8708    executed</a>.
8709 </p>
8710
8711 </div>
8712
8713 </div>
8714
8715 <!-- ======================================================================= -->
8716 <h3>
8717   <a name="int_memorymarkers">Memory Use Markers</a>
8718 </h3>
8719
8720 <div>
8721
8722 <p>This class of intrinsics exists to information about the lifetime of memory
8723    objects and ranges where variables are immutable.</p>
8724
8725 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8726 <h4>
8727   <a name="int_lifetime_start">'<tt>llvm.lifetime.start</tt>' Intrinsic</a>
8728 </h4>
8729
8730 <div>
8731
8732 <h5>Syntax:</h5>
8733 <pre>
8734   declare void @llvm.lifetime.start(i64 &lt;size&gt;, i8* nocapture &lt;ptr&gt;)
8735 </pre>
8736
8737 <h5>Overview:</h5>
8738 <p>The '<tt>llvm.lifetime.start</tt>' intrinsic specifies the start of a memory
8739    object's lifetime.</p>
8740
8741 <h5>Arguments:</h5>
8742 <p>The first argument is a constant integer representing the size of the
8743    object, or -1 if it is variable sized.  The second argument is a pointer to
8744    the object.</p>
8745
8746 <h5>Semantics:</h5>
8747 <p>This intrinsic indicates that before this point in the code, the value of the
8748    memory pointed to by <tt>ptr</tt> is dead.  This means that it is known to
8749    never be used and has an undefined value.  A load from the pointer that
8750    precedes this intrinsic can be replaced with
8751    <tt>'<a href="#undefvalues">undef</a>'</tt>.</p>
8752
8753 </div>
8754
8755 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8756 <h4>
8757   <a name="int_lifetime_end">'<tt>llvm.lifetime.end</tt>' Intrinsic</a>
8758 </h4>
8759
8760 <div>
8761
8762 <h5>Syntax:</h5>
8763 <pre>
8764   declare void @llvm.lifetime.end(i64 &lt;size&gt;, i8* nocapture &lt;ptr&gt;)
8765 </pre>
8766
8767 <h5>Overview:</h5>
8768 <p>The '<tt>llvm.lifetime.end</tt>' intrinsic specifies the end of a memory
8769    object's lifetime.</p>
8770
8771 <h5>Arguments:</h5>
8772 <p>The first argument is a constant integer representing the size of the
8773    object, or -1 if it is variable sized.  The second argument is a pointer to
8774    the object.</p>
8775
8776 <h5>Semantics:</h5>
8777 <p>This intrinsic indicates that after this point in the code, the value of the
8778    memory pointed to by <tt>ptr</tt> is dead.  This means that it is known to
8779    never be used and has an undefined value.  Any stores into the memory object
8780    following this intrinsic may be removed as dead.
8781
8782 </div>
8783
8784 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8785 <h4>
8786   <a name="int_invariant_start">'<tt>llvm.invariant.start</tt>' Intrinsic</a>
8787 </h4>
8788
8789 <div>
8790
8791 <h5>Syntax:</h5>
8792 <pre>
8793   declare {}* @llvm.invariant.start(i64 &lt;size&gt;, i8* nocapture &lt;ptr&gt;)
8794 </pre>
8795
8796 <h5>Overview:</h5>
8797 <p>The '<tt>llvm.invariant.start</tt>' intrinsic specifies that the contents of
8798    a memory object will not change.</p>
8799
8800 <h5>Arguments:</h5>
8801 <p>The first argument is a constant integer representing the size of the
8802    object, or -1 if it is variable sized.  The second argument is a pointer to
8803    the object.</p>
8804
8805 <h5>Semantics:</h5>
8806 <p>This intrinsic indicates that until an <tt>llvm.invariant.end</tt> that uses
8807    the return value, the referenced memory location is constant and
8808    unchanging.</p>
8809
8810 </div>
8811
8812 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8813 <h4>
8814   <a name="int_invariant_end">'<tt>llvm.invariant.end</tt>' Intrinsic</a>
8815 </h4>
8816
8817 <div>
8818
8819 <h5>Syntax:</h5>
8820 <pre>
8821   declare void @llvm.invariant.end({}* &lt;start&gt;, i64 &lt;size&gt;, i8* nocapture &lt;ptr&gt;)
8822 </pre>
8823
8824 <h5>Overview:</h5>
8825 <p>The '<tt>llvm.invariant.end</tt>' intrinsic specifies that the contents of
8826    a memory object are mutable.</p>
8827
8828 <h5>Arguments:</h5>
8829 <p>The first argument is the matching <tt>llvm.invariant.start</tt> intrinsic.
8830    The second argument is a constant integer representing the size of the
8831    object, or -1 if it is variable sized and the third argument is a pointer
8832    to the object.</p>
8833
8834 <h5>Semantics:</h5>
8835 <p>This intrinsic indicates that the memory is mutable again.</p>
8836
8837 </div>
8838
8839 </div>
8840
8841 <!-- ======================================================================= -->
8842 <h3>
8843   <a name="int_general">General Intrinsics</a>
8844 </h3>
8845
8846 <div>
8847
8848 <p>This class of intrinsics is designed to be generic and has no specific
8849    purpose.</p>
8850
8851 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8852 <h4>
8853   <a name="int_var_annotation">'<tt>llvm.var.annotation</tt>' Intrinsic</a>
8854 </h4>
8855
8856 <div>
8857
8858 <h5>Syntax:</h5>
8859 <pre>
8860   declare void @llvm.var.annotation(i8* &lt;val&gt;, i8* &lt;str&gt;, i8* &lt;str&gt;, i32  &lt;int&gt;)
8861 </pre>
8862
8863 <h5>Overview:</h5>
8864 <p>The '<tt>llvm.var.annotation</tt>' intrinsic.</p>
8865
8866 <h5>Arguments:</h5>
8867 <p>The first argument is a pointer to a value, the second is a pointer to a
8868    global string, the third is a pointer to a global string which is the source
8869    file name, and the last argument is the line number.</p>
8870
8871 <h5>Semantics:</h5>
8872 <p>This intrinsic allows annotation of local variables with arbitrary strings.
8873    This can be useful for special purpose optimizations that want to look for
8874    these annotations.  These have no other defined use; they are ignored by code
8875    generation and optimization.</p>
8876
8877 </div>
8878
8879 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8880 <h4>
8881   <a name="int_annotation">'<tt>llvm.annotation.*</tt>' Intrinsic</a>
8882 </h4>
8883
8884 <div>
8885
8886 <h5>Syntax:</h5>
8887 <p>This is an overloaded intrinsic. You can use '<tt>llvm.annotation</tt>' on
8888    any integer bit width.</p>
8889
8890 <pre>
8891   declare i8 @llvm.annotation.i8(i8 &lt;val&gt;, i8* &lt;str&gt;, i8* &lt;str&gt;, i32  &lt;int&gt;)
8892   declare i16 @llvm.annotation.i16(i16 &lt;val&gt;, i8* &lt;str&gt;, i8* &lt;str&gt;, i32  &lt;int&gt;)
8893   declare i32 @llvm.annotation.i32(i32 &lt;val&gt;, i8* &lt;str&gt;, i8* &lt;str&gt;, i32  &lt;int&gt;)
8894   declare i64 @llvm.annotation.i64(i64 &lt;val&gt;, i8* &lt;str&gt;, i8* &lt;str&gt;, i32  &lt;int&gt;)
8895   declare i256 @llvm.annotation.i256(i256 &lt;val&gt;, i8* &lt;str&gt;, i8* &lt;str&gt;, i32  &lt;int&gt;)
8896 </pre>
8897
8898 <h5>Overview:</h5>
8899 <p>The '<tt>llvm.annotation</tt>' intrinsic.</p>
8900
8901 <h5>Arguments:</h5>
8902 <p>The first argument is an integer value (result of some expression), the
8903    second is a pointer to a global string, the third is a pointer to a global
8904    string which is the source file name, and the last argument is the line
8905    number.  It returns the value of the first argument.</p>
8906
8907 <h5>Semantics:</h5>
8908 <p>This intrinsic allows annotations to be put on arbitrary expressions with
8909    arbitrary strings.  This can be useful for special purpose optimizations that
8910    want to look for these annotations.  These have no other defined use; they
8911    are ignored by code generation and optimization.</p>
8912
8913 </div>
8914
8915 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8916 <h4>
8917   <a name="int_trap">'<tt>llvm.trap</tt>' Intrinsic</a>
8918 </h4>
8919
8920 <div>
8921
8922 <h5>Syntax:</h5>
8923 <pre>
8924   declare void @llvm.trap() noreturn nounwind
8925 </pre>
8926
8927 <h5>Overview:</h5>
8928 <p>The '<tt>llvm.trap</tt>' intrinsic.</p>
8929
8930 <h5>Arguments:</h5>
8931 <p>None.</p>
8932
8933 <h5>Semantics:</h5>
8934 <p>This intrinsic is lowered to the target dependent trap instruction. If the
8935    target does not have a trap instruction, this intrinsic will be lowered to
8936    a call of the <tt>abort()</tt> function.</p>
8937
8938 </div>
8939
8940 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8941 <h4>
8942   <a name="int_debugtrap">'<tt>llvm.debugtrap</tt>' Intrinsic</a>
8943 </h4>
8944
8945 <div>
8946
8947 <h5>Syntax:</h5>
8948 <pre>
8949   declare void @llvm.debugtrap() nounwind
8950 </pre>
8951
8952 <h5>Overview:</h5>
8953 <p>The '<tt>llvm.debugtrap</tt>' intrinsic.</p>
8954
8955 <h5>Arguments:</h5>
8956 <p>None.</p>
8957
8958 <h5>Semantics:</h5>
8959 <p>This intrinsic is lowered to code which is intended to cause an execution
8960    trap with the intention of requesting the attention of a debugger.</p>
8961
8962 </div>
8963
8964 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8965 <h4>
8966   <a name="int_stackprotector">'<tt>llvm.stackprotector</tt>' Intrinsic</a>
8967 </h4>
8968
8969 <div>
8970
8971 <h5>Syntax:</h5>
8972 <pre>
8973   declare void @llvm.stackprotector(i8* &lt;guard&gt;, i8** &lt;slot&gt;)
8974 </pre>
8975
8976 <h5>Overview:</h5>
8977 <p>The <tt>llvm.stackprotector</tt> intrinsic takes the <tt>guard</tt> and
8978    stores it onto the stack at <tt>slot</tt>. The stack slot is adjusted to
8979    ensure that it is placed on the stack before local variables.</p>
8980
8981 <h5>Arguments:</h5>
8982 <p>The <tt>llvm.stackprotector</tt> intrinsic requires two pointer
8983    arguments. The first argument is the value loaded from the stack
8984    guard <tt>@__stack_chk_guard</tt>. The second variable is an <tt>alloca</tt>
8985    that has enough space to hold the value of the guard.</p>
8986
8987 <h5>Semantics:</h5>
8988 <p>This intrinsic causes the prologue/epilogue inserter to force the position of
8989    the <tt>AllocaInst</tt> stack slot to be before local variables on the
8990    stack. This is to ensure that if a local variable on the stack is
8991    overwritten, it will destroy the value of the guard. When the function exits,
8992    the guard on the stack is checked against the original guard. If they are
8993    different, then the program aborts by calling the <tt>__stack_chk_fail()</tt>
8994    function.</p>
8995
8996 </div>
8997
8998 <!-- _______________________________________________________________________ -->
8999 <h4>
9000   <a name="int_objectsize">'<tt>llvm.objectsize</tt>' Intrinsic</a>
9001 </h4>
9002
9003 <div>
9004
9005 <h5>Syntax:</h5>
9006 <pre>
9007   declare i32 @llvm.objectsize.i32(i8* &lt;object&gt;, i1 &lt;min&gt;)
9008   declare i64 @llvm.objectsize.i64(i8* &lt;object&gt;, i1 &lt;min&gt;)
9009 </pre>
9010
9011 <h5>Overview:</h5>
9012 <p>The <tt>llvm.objectsize</tt> intrinsic is designed to provide information to
9013    the optimizers to determine at compile time whether a) an operation (like
9014    memcpy) will overflow a buffer that corresponds to an object, or b) that a
9015    runtime check for overflow isn't necessary. An object in this context means
9016    an allocation of a specific class, structure, array, or other object.</p>
9017
9018 <h5>Arguments:</h5>
9019 <p>The <tt>llvm.objectsize</tt> intrinsic takes two arguments. The first
9020    argument is a pointer to or into the <tt>object</tt>. The second argument
9021    is a boolean and determines whether <tt>llvm.objectsize</tt> returns 0 (if
9022    true) or -1 (if false) when the object size is unknown.
9023    The second argument only accepts constants.</p>
9024
9025 <h5>Semantics:</h5>
9026 <p>The <tt>llvm.objectsize</tt> intrinsic is lowered to a constant representing
9027    the size of the object concerned. If the size cannot be determined at compile
9028    time, <tt>llvm.objectsize</tt> returns <tt>i32/i64 -1 or 0</tt>
9029    (depending on the <tt>min</tt> argument).</p>
9030
9031 </div>
9032 <!-- _______________________________________________________________________ -->
9033 <h4>
9034   <a name="int_expect">'<tt>llvm.expect</tt>' Intrinsic</a>
9035 </h4>
9036
9037 <div>
9038
9039 <h5>Syntax:</h5>
9040 <pre>
9041   declare i32 @llvm.expect.i32(i32 &lt;val&gt;, i32 &lt;expected_val&gt;)
9042   declare i64 @llvm.expect.i64(i64 &lt;val&gt;, i64 &lt;expected_val&gt;)
9043 </pre>
9044
9045 <h5>Overview:</h5>
9046 <p>The <tt>llvm.expect</tt> intrinsic provides information about expected (the
9047    most probable) value of <tt>val</tt>, which can be used by optimizers.</p>
9048
9049 <h5>Arguments:</h5>
9050 <p>The <tt>llvm.expect</tt> intrinsic takes two arguments. The first
9051    argument is a value. The second argument is an expected value, this needs to
9052    be a constant value, variables are not allowed.</p>
9053
9054 <h5>Semantics:</h5>
9055 <p>This intrinsic is lowered to the <tt>val</tt>.</p>
9056 </div>
9057
9058 <!-- _______________________________________________________________________ -->
9059 <h4>
9060   <a name="int_donothing">'<tt>llvm.donothing</tt>' Intrinsic</a>
9061 </h4>
9062
9063 <div>
9064
9065 <h5>Syntax:</h5>
9066 <pre>
9067   declare void @llvm.donothing() nounwind readnone
9068 </pre>
9069
9070 <h5>Overview:</h5>
9071 <p>The <tt>llvm.donothing</tt> intrinsic doesn't perform any operation. It's the
9072 only intrinsic that can be called with an invoke instruction.</p>
9073
9074 <h5>Arguments:</h5>
9075 <p>None.</p>
9076
9077 <h5>Semantics:</h5>
9078 <p>This intrinsic does nothing, and it's removed by optimizers and ignored by
9079 codegen.</p>
9080 </div>
9081
9082 </div>
9083
9084 </div>
9085 <!-- *********************************************************************** -->
9086 <hr>
9087 <address>
9088   <a href="http://jigsaw.w3.org/css-validator/check/referer"><img
9089   src="http://jigsaw.w3.org/css-validator/images/vcss-blue" alt="Valid CSS"></a>
9090   <a href="http://validator.w3.org/check/referer"><img
9091   src="http://www.w3.org/Icons/valid-html401-blue" alt="Valid HTML 4.01"></a>
9092
9093   <a href="mailto:sabre@nondot.org">Chris Lattner</a><br>
9094   <a href="http://llvm.org/">The LLVM Compiler Infrastructure</a><br>
9095   Last modified: $Date$
9096 </address>
9097
9098 </body>
9099 </html>