b58fcf9b5ae190ff2ae14dea536047987288a8a1
[oota-llvm.git] / docs / LangRef.rst
1 ==============================
2 LLVM Language Reference Manual
3 ==============================
4
5 .. contents::
6    :local:
7    :depth: 4
8
9 Abstract
10 ========
11
12 This document is a reference manual for the LLVM assembly language. LLVM
13 is a Static Single Assignment (SSA) based representation that provides
14 type safety, low-level operations, flexibility, and the capability of
15 representing 'all' high-level languages cleanly. It is the common code
16 representation used throughout all phases of the LLVM compilation
17 strategy.
18
19 Introduction
20 ============
21
22 The LLVM code representation is designed to be used in three different
23 forms: as an in-memory compiler IR, as an on-disk bitcode representation
24 (suitable for fast loading by a Just-In-Time compiler), and as a human
25 readable assembly language representation. This allows LLVM to provide a
26 powerful intermediate representation for efficient compiler
27 transformations and analysis, while providing a natural means to debug
28 and visualize the transformations. The three different forms of LLVM are
29 all equivalent. This document describes the human readable
30 representation and notation.
31
32 The LLVM representation aims to be light-weight and low-level while
33 being expressive, typed, and extensible at the same time. It aims to be
34 a "universal IR" of sorts, by being at a low enough level that
35 high-level ideas may be cleanly mapped to it (similar to how
36 microprocessors are "universal IR's", allowing many source languages to
37 be mapped to them). By providing type information, LLVM can be used as
38 the target of optimizations: for example, through pointer analysis, it
39 can be proven that a C automatic variable is never accessed outside of
40 the current function, allowing it to be promoted to a simple SSA value
41 instead of a memory location.
42
43 .. _wellformed:
44
45 Well-Formedness
46 ---------------
47
48 It is important to note that this document describes 'well formed' LLVM
49 assembly language. There is a difference between what the parser accepts
50 and what is considered 'well formed'. For example, the following
51 instruction is syntactically okay, but not well formed:
52
53 .. code-block:: llvm
54
55     %x = add i32 1, %x
56
57 because the definition of ``%x`` does not dominate all of its uses. The
58 LLVM infrastructure provides a verification pass that may be used to
59 verify that an LLVM module is well formed. This pass is automatically
60 run by the parser after parsing input assembly and by the optimizer
61 before it outputs bitcode. The violations pointed out by the verifier
62 pass indicate bugs in transformation passes or input to the parser.
63
64 .. _identifiers:
65
66 Identifiers
67 ===========
68
69 LLVM identifiers come in two basic types: global and local. Global
70 identifiers (functions, global variables) begin with the ``'@'``
71 character. Local identifiers (register names, types) begin with the
72 ``'%'`` character. Additionally, there are three different formats for
73 identifiers, for different purposes:
74
75 #. Named values are represented as a string of characters with their
76    prefix. For example, ``%foo``, ``@DivisionByZero``,
77    ``%a.really.long.identifier``. The actual regular expression used is
78    '``[%@][-a-zA-Z$._][-a-zA-Z$._0-9]*``'. Identifiers that require other
79    characters in their names can be surrounded with quotes. Special
80    characters may be escaped using ``"\xx"`` where ``xx`` is the ASCII
81    code for the character in hexadecimal. In this way, any character can
82    be used in a name value, even quotes themselves. The ``"\01"`` prefix
83    can be used on global variables to suppress mangling.
84 #. Unnamed values are represented as an unsigned numeric value with
85    their prefix. For example, ``%12``, ``@2``, ``%44``.
86 #. Constants, which are described in the section Constants_ below.
87
88 LLVM requires that values start with a prefix for two reasons: Compilers
89 don't need to worry about name clashes with reserved words, and the set
90 of reserved words may be expanded in the future without penalty.
91 Additionally, unnamed identifiers allow a compiler to quickly come up
92 with a temporary variable without having to avoid symbol table
93 conflicts.
94
95 Reserved words in LLVM are very similar to reserved words in other
96 languages. There are keywords for different opcodes ('``add``',
97 '``bitcast``', '``ret``', etc...), for primitive type names ('``void``',
98 '``i32``', etc...), and others. These reserved words cannot conflict
99 with variable names, because none of them start with a prefix character
100 (``'%'`` or ``'@'``).
101
102 Here is an example of LLVM code to multiply the integer variable
103 '``%X``' by 8:
104
105 The easy way:
106
107 .. code-block:: llvm
108
109     %result = mul i32 %X, 8
110
111 After strength reduction:
112
113 .. code-block:: llvm
114
115     %result = shl i32 %X, 3
116
117 And the hard way:
118
119 .. code-block:: llvm
120
121     %0 = add i32 %X, %X           ; yields i32:%0
122     %1 = add i32 %0, %0           ; yields i32:%1
123     %result = add i32 %1, %1
124
125 This last way of multiplying ``%X`` by 8 illustrates several important
126 lexical features of LLVM:
127
128 #. Comments are delimited with a '``;``' and go until the end of line.
129 #. Unnamed temporaries are created when the result of a computation is
130    not assigned to a named value.
131 #. Unnamed temporaries are numbered sequentially (using a per-function
132    incrementing counter, starting with 0). Note that basic blocks and unnamed
133    function parameters are included in this numbering. For example, if the
134    entry basic block is not given a label name and all function parameters are
135    named, then it will get number 0.
136
137 It also shows a convention that we follow in this document. When
138 demonstrating instructions, we will follow an instruction with a comment
139 that defines the type and name of value produced.
140
141 High Level Structure
142 ====================
143
144 Module Structure
145 ----------------
146
147 LLVM programs are composed of ``Module``'s, each of which is a
148 translation unit of the input programs. Each module consists of
149 functions, global variables, and symbol table entries. Modules may be
150 combined together with the LLVM linker, which merges function (and
151 global variable) definitions, resolves forward declarations, and merges
152 symbol table entries. Here is an example of the "hello world" module:
153
154 .. code-block:: llvm
155
156     ; Declare the string constant as a global constant.
157     @.str = private unnamed_addr constant [13 x i8] c"hello world\0A\00"
158
159     ; External declaration of the puts function
160     declare i32 @puts(i8* nocapture) nounwind
161
162     ; Definition of main function
163     define i32 @main() {   ; i32()*
164       ; Convert [13 x i8]* to i8  *...
165       %cast210 = getelementptr [13 x i8], [13 x i8]* @.str, i64 0, i64 0
166
167       ; Call puts function to write out the string to stdout.
168       call i32 @puts(i8* %cast210)
169       ret i32 0
170     }
171
172     ; Named metadata
173     !0 = !{i32 42, null, !"string"}
174     !foo = !{!0}
175
176 This example is made up of a :ref:`global variable <globalvars>` named
177 "``.str``", an external declaration of the "``puts``" function, a
178 :ref:`function definition <functionstructure>` for "``main``" and
179 :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` "``foo``".
180
181 In general, a module is made up of a list of global values (where both
182 functions and global variables are global values). Global values are
183 represented by a pointer to a memory location (in this case, a pointer
184 to an array of char, and a pointer to a function), and have one of the
185 following :ref:`linkage types <linkage>`.
186
187 .. _linkage:
188
189 Linkage Types
190 -------------
191
192 All Global Variables and Functions have one of the following types of
193 linkage:
194
195 ``private``
196     Global values with "``private``" linkage are only directly
197     accessible by objects in the current module. In particular, linking
198     code into a module with an private global value may cause the
199     private to be renamed as necessary to avoid collisions. Because the
200     symbol is private to the module, all references can be updated. This
201     doesn't show up in any symbol table in the object file.
202 ``internal``
203     Similar to private, but the value shows as a local symbol
204     (``STB_LOCAL`` in the case of ELF) in the object file. This
205     corresponds to the notion of the '``static``' keyword in C.
206 ``available_externally``
207     Globals with "``available_externally``" linkage are never emitted
208     into the object file corresponding to the LLVM module. They exist to
209     allow inlining and other optimizations to take place given knowledge
210     of the definition of the global, which is known to be somewhere
211     outside the module. Globals with ``available_externally`` linkage
212     are allowed to be discarded at will, and are otherwise the same as
213     ``linkonce_odr``. This linkage type is only allowed on definitions,
214     not declarations.
215 ``linkonce``
216     Globals with "``linkonce``" linkage are merged with other globals of
217     the same name when linkage occurs. This can be used to implement
218     some forms of inline functions, templates, or other code which must
219     be generated in each translation unit that uses it, but where the
220     body may be overridden with a more definitive definition later.
221     Unreferenced ``linkonce`` globals are allowed to be discarded. Note
222     that ``linkonce`` linkage does not actually allow the optimizer to
223     inline the body of this function into callers because it doesn't
224     know if this definition of the function is the definitive definition
225     within the program or whether it will be overridden by a stronger
226     definition. To enable inlining and other optimizations, use
227     "``linkonce_odr``" linkage.
228 ``weak``
229     "``weak``" linkage has the same merging semantics as ``linkonce``
230     linkage, except that unreferenced globals with ``weak`` linkage may
231     not be discarded. This is used for globals that are declared "weak"
232     in C source code.
233 ``common``
234     "``common``" linkage is most similar to "``weak``" linkage, but they
235     are used for tentative definitions in C, such as "``int X;``" at
236     global scope. Symbols with "``common``" linkage are merged in the
237     same way as ``weak symbols``, and they may not be deleted if
238     unreferenced. ``common`` symbols may not have an explicit section,
239     must have a zero initializer, and may not be marked
240     ':ref:`constant <globalvars>`'. Functions and aliases may not have
241     common linkage.
242
243 .. _linkage_appending:
244
245 ``appending``
246     "``appending``" linkage may only be applied to global variables of
247     pointer to array type. When two global variables with appending
248     linkage are linked together, the two global arrays are appended
249     together. This is the LLVM, typesafe, equivalent of having the
250     system linker append together "sections" with identical names when
251     .o files are linked.
252 ``extern_weak``
253     The semantics of this linkage follow the ELF object file model: the
254     symbol is weak until linked, if not linked, the symbol becomes null
255     instead of being an undefined reference.
256 ``linkonce_odr``, ``weak_odr``
257     Some languages allow differing globals to be merged, such as two
258     functions with different semantics. Other languages, such as
259     ``C++``, ensure that only equivalent globals are ever merged (the
260     "one definition rule" --- "ODR"). Such languages can use the
261     ``linkonce_odr`` and ``weak_odr`` linkage types to indicate that the
262     global will only be merged with equivalent globals. These linkage
263     types are otherwise the same as their non-``odr`` versions.
264 ``external``
265     If none of the above identifiers are used, the global is externally
266     visible, meaning that it participates in linkage and can be used to
267     resolve external symbol references.
268
269 It is illegal for a function *declaration* to have any linkage type
270 other than ``external`` or ``extern_weak``.
271
272 .. _callingconv:
273
274 Calling Conventions
275 -------------------
276
277 LLVM :ref:`functions <functionstructure>`, :ref:`calls <i_call>` and
278 :ref:`invokes <i_invoke>` can all have an optional calling convention
279 specified for the call. The calling convention of any pair of dynamic
280 caller/callee must match, or the behavior of the program is undefined.
281 The following calling conventions are supported by LLVM, and more may be
282 added in the future:
283
284 "``ccc``" - The C calling convention
285     This calling convention (the default if no other calling convention
286     is specified) matches the target C calling conventions. This calling
287     convention supports varargs function calls and tolerates some
288     mismatch in the declared prototype and implemented declaration of
289     the function (as does normal C).
290 "``fastcc``" - The fast calling convention
291     This calling convention attempts to make calls as fast as possible
292     (e.g. by passing things in registers). This calling convention
293     allows the target to use whatever tricks it wants to produce fast
294     code for the target, without having to conform to an externally
295     specified ABI (Application Binary Interface). `Tail calls can only
296     be optimized when this, the GHC or the HiPE convention is
297     used. <CodeGenerator.html#id80>`_ This calling convention does not
298     support varargs and requires the prototype of all callees to exactly
299     match the prototype of the function definition.
300 "``coldcc``" - The cold calling convention
301     This calling convention attempts to make code in the caller as
302     efficient as possible under the assumption that the call is not
303     commonly executed. As such, these calls often preserve all registers
304     so that the call does not break any live ranges in the caller side.
305     This calling convention does not support varargs and requires the
306     prototype of all callees to exactly match the prototype of the
307     function definition. Furthermore the inliner doesn't consider such function
308     calls for inlining.
309 "``cc 10``" - GHC convention
310     This calling convention has been implemented specifically for use by
311     the `Glasgow Haskell Compiler (GHC) <http://www.haskell.org/ghc>`_.
312     It passes everything in registers, going to extremes to achieve this
313     by disabling callee save registers. This calling convention should
314     not be used lightly but only for specific situations such as an
315     alternative to the *register pinning* performance technique often
316     used when implementing functional programming languages. At the
317     moment only X86 supports this convention and it has the following
318     limitations:
319
320     -  On *X86-32* only supports up to 4 bit type parameters. No
321        floating point types are supported.
322     -  On *X86-64* only supports up to 10 bit type parameters and 6
323        floating point parameters.
324
325     This calling convention supports `tail call
326     optimization <CodeGenerator.html#id80>`_ but requires both the
327     caller and callee are using it.
328 "``cc 11``" - The HiPE calling convention
329     This calling convention has been implemented specifically for use by
330     the `High-Performance Erlang
331     (HiPE) <http://www.it.uu.se/research/group/hipe/>`_ compiler, *the*
332     native code compiler of the `Ericsson's Open Source Erlang/OTP
333     system <http://www.erlang.org/download.shtml>`_. It uses more
334     registers for argument passing than the ordinary C calling
335     convention and defines no callee-saved registers. The calling
336     convention properly supports `tail call
337     optimization <CodeGenerator.html#id80>`_ but requires that both the
338     caller and the callee use it. It uses a *register pinning*
339     mechanism, similar to GHC's convention, for keeping frequently
340     accessed runtime components pinned to specific hardware registers.
341     At the moment only X86 supports this convention (both 32 and 64
342     bit).
343 "``webkit_jscc``" - WebKit's JavaScript calling convention
344     This calling convention has been implemented for `WebKit FTL JIT
345     <https://trac.webkit.org/wiki/FTLJIT>`_. It passes arguments on the
346     stack right to left (as cdecl does), and returns a value in the
347     platform's customary return register.
348 "``anyregcc``" - Dynamic calling convention for code patching
349     This is a special convention that supports patching an arbitrary code
350     sequence in place of a call site. This convention forces the call
351     arguments into registers but allows them to be dynamically
352     allocated. This can currently only be used with calls to
353     llvm.experimental.patchpoint because only this intrinsic records
354     the location of its arguments in a side table. See :doc:`StackMaps`.
355 "``preserve_mostcc``" - The `PreserveMost` calling convention
356     This calling convention attempts to make the code in the caller as
357     unintrusive as possible. This convention behaves identically to the `C`
358     calling convention on how arguments and return values are passed, but it
359     uses a different set of caller/callee-saved registers. This alleviates the
360     burden of saving and recovering a large register set before and after the
361     call in the caller. If the arguments are passed in callee-saved registers,
362     then they will be preserved by the callee across the call. This doesn't
363     apply for values returned in callee-saved registers.
364
365     - On X86-64 the callee preserves all general purpose registers, except for
366       R11. R11 can be used as a scratch register. Floating-point registers
367       (XMMs/YMMs) are not preserved and need to be saved by the caller.
368
369     The idea behind this convention is to support calls to runtime functions
370     that have a hot path and a cold path. The hot path is usually a small piece
371     of code that doesn't use many registers. The cold path might need to call out to
372     another function and therefore only needs to preserve the caller-saved
373     registers, which haven't already been saved by the caller. The
374     `PreserveMost` calling convention is very similar to the `cold` calling
375     convention in terms of caller/callee-saved registers, but they are used for
376     different types of function calls. `coldcc` is for function calls that are
377     rarely executed, whereas `preserve_mostcc` function calls are intended to be
378     on the hot path and definitely executed a lot. Furthermore `preserve_mostcc`
379     doesn't prevent the inliner from inlining the function call.
380
381     This calling convention will be used by a future version of the ObjectiveC
382     runtime and should therefore still be considered experimental at this time.
383     Although this convention was created to optimize certain runtime calls to
384     the ObjectiveC runtime, it is not limited to this runtime and might be used
385     by other runtimes in the future too. The current implementation only
386     supports X86-64, but the intention is to support more architectures in the
387     future.
388 "``preserve_allcc``" - The `PreserveAll` calling convention
389     This calling convention attempts to make the code in the caller even less
390     intrusive than the `PreserveMost` calling convention. This calling
391     convention also behaves identical to the `C` calling convention on how
392     arguments and return values are passed, but it uses a different set of
393     caller/callee-saved registers. This removes the burden of saving and
394     recovering a large register set before and after the call in the caller. If
395     the arguments are passed in callee-saved registers, then they will be
396     preserved by the callee across the call. This doesn't apply for values
397     returned in callee-saved registers.
398
399     - On X86-64 the callee preserves all general purpose registers, except for
400       R11. R11 can be used as a scratch register. Furthermore it also preserves
401       all floating-point registers (XMMs/YMMs).
402
403     The idea behind this convention is to support calls to runtime functions
404     that don't need to call out to any other functions.
405
406     This calling convention, like the `PreserveMost` calling convention, will be
407     used by a future version of the ObjectiveC runtime and should be considered
408     experimental at this time.
409 "``cc <n>``" - Numbered convention
410     Any calling convention may be specified by number, allowing
411     target-specific calling conventions to be used. Target specific
412     calling conventions start at 64.
413
414 More calling conventions can be added/defined on an as-needed basis, to
415 support Pascal conventions or any other well-known target-independent
416 convention.
417
418 .. _visibilitystyles:
419
420 Visibility Styles
421 -----------------
422
423 All Global Variables and Functions have one of the following visibility
424 styles:
425
426 "``default``" - Default style
427     On targets that use the ELF object file format, default visibility
428     means that the declaration is visible to other modules and, in
429     shared libraries, means that the declared entity may be overridden.
430     On Darwin, default visibility means that the declaration is visible
431     to other modules. Default visibility corresponds to "external
432     linkage" in the language.
433 "``hidden``" - Hidden style
434     Two declarations of an object with hidden visibility refer to the
435     same object if they are in the same shared object. Usually, hidden
436     visibility indicates that the symbol will not be placed into the
437     dynamic symbol table, so no other module (executable or shared
438     library) can reference it directly.
439 "``protected``" - Protected style
440     On ELF, protected visibility indicates that the symbol will be
441     placed in the dynamic symbol table, but that references within the
442     defining module will bind to the local symbol. That is, the symbol
443     cannot be overridden by another module.
444
445 A symbol with ``internal`` or ``private`` linkage must have ``default``
446 visibility.
447
448 .. _dllstorageclass:
449
450 DLL Storage Classes
451 -------------------
452
453 All Global Variables, Functions and Aliases can have one of the following
454 DLL storage class:
455
456 ``dllimport``
457     "``dllimport``" causes the compiler to reference a function or variable via
458     a global pointer to a pointer that is set up by the DLL exporting the
459     symbol. On Microsoft Windows targets, the pointer name is formed by
460     combining ``__imp_`` and the function or variable name.
461 ``dllexport``
462     "``dllexport``" causes the compiler to provide a global pointer to a pointer
463     in a DLL, so that it can be referenced with the ``dllimport`` attribute. On
464     Microsoft Windows targets, the pointer name is formed by combining
465     ``__imp_`` and the function or variable name. Since this storage class
466     exists for defining a dll interface, the compiler, assembler and linker know
467     it is externally referenced and must refrain from deleting the symbol.
468
469 .. _tls_model:
470
471 Thread Local Storage Models
472 ---------------------------
473
474 A variable may be defined as ``thread_local``, which means that it will
475 not be shared by threads (each thread will have a separated copy of the
476 variable). Not all targets support thread-local variables. Optionally, a
477 TLS model may be specified:
478
479 ``localdynamic``
480     For variables that are only used within the current shared library.
481 ``initialexec``
482     For variables in modules that will not be loaded dynamically.
483 ``localexec``
484     For variables defined in the executable and only used within it.
485
486 If no explicit model is given, the "general dynamic" model is used.
487
488 The models correspond to the ELF TLS models; see `ELF Handling For
489 Thread-Local Storage <http://people.redhat.com/drepper/tls.pdf>`_ for
490 more information on under which circumstances the different models may
491 be used. The target may choose a different TLS model if the specified
492 model is not supported, or if a better choice of model can be made.
493
494 A model can also be specified in an alias, but then it only governs how
495 the alias is accessed. It will not have any effect in the aliasee.
496
497 For platforms without linker support of ELF TLS model, the -femulated-tls
498 flag can be used to generate GCC compatible emulated TLS code.
499
500 .. _namedtypes:
501
502 Structure Types
503 ---------------
504
505 LLVM IR allows you to specify both "identified" and "literal" :ref:`structure
506 types <t_struct>`. Literal types are uniqued structurally, but identified types
507 are never uniqued. An :ref:`opaque structural type <t_opaque>` can also be used
508 to forward declare a type that is not yet available.
509
510 An example of an identified structure specification is:
511
512 .. code-block:: llvm
513
514     %mytype = type { %mytype*, i32 }
515
516 Prior to the LLVM 3.0 release, identified types were structurally uniqued. Only
517 literal types are uniqued in recent versions of LLVM.
518
519 .. _globalvars:
520
521 Global Variables
522 ----------------
523
524 Global variables define regions of memory allocated at compilation time
525 instead of run-time.
526
527 Global variable definitions must be initialized.
528
529 Global variables in other translation units can also be declared, in which
530 case they don't have an initializer.
531
532 Either global variable definitions or declarations may have an explicit section
533 to be placed in and may have an optional explicit alignment specified.
534
535 A variable may be defined as a global ``constant``, which indicates that
536 the contents of the variable will **never** be modified (enabling better
537 optimization, allowing the global data to be placed in the read-only
538 section of an executable, etc). Note that variables that need runtime
539 initialization cannot be marked ``constant`` as there is a store to the
540 variable.
541
542 LLVM explicitly allows *declarations* of global variables to be marked
543 constant, even if the final definition of the global is not. This
544 capability can be used to enable slightly better optimization of the
545 program, but requires the language definition to guarantee that
546 optimizations based on the 'constantness' are valid for the translation
547 units that do not include the definition.
548
549 As SSA values, global variables define pointer values that are in scope
550 (i.e. they dominate) all basic blocks in the program. Global variables
551 always define a pointer to their "content" type because they describe a
552 region of memory, and all memory objects in LLVM are accessed through
553 pointers.
554
555 Global variables can be marked with ``unnamed_addr`` which indicates
556 that the address is not significant, only the content. Constants marked
557 like this can be merged with other constants if they have the same
558 initializer. Note that a constant with significant address *can* be
559 merged with a ``unnamed_addr`` constant, the result being a constant
560 whose address is significant.
561
562 A global variable may be declared to reside in a target-specific
563 numbered address space. For targets that support them, address spaces
564 may affect how optimizations are performed and/or what target
565 instructions are used to access the variable. The default address space
566 is zero. The address space qualifier must precede any other attributes.
567
568 LLVM allows an explicit section to be specified for globals. If the
569 target supports it, it will emit globals to the section specified.
570 Additionally, the global can placed in a comdat if the target has the necessary
571 support.
572
573 By default, global initializers are optimized by assuming that global
574 variables defined within the module are not modified from their
575 initial values before the start of the global initializer. This is
576 true even for variables potentially accessible from outside the
577 module, including those with external linkage or appearing in
578 ``@llvm.used`` or dllexported variables. This assumption may be suppressed
579 by marking the variable with ``externally_initialized``.
580
581 An explicit alignment may be specified for a global, which must be a
582 power of 2. If not present, or if the alignment is set to zero, the
583 alignment of the global is set by the target to whatever it feels
584 convenient. If an explicit alignment is specified, the global is forced
585 to have exactly that alignment. Targets and optimizers are not allowed
586 to over-align the global if the global has an assigned section. In this
587 case, the extra alignment could be observable: for example, code could
588 assume that the globals are densely packed in their section and try to
589 iterate over them as an array, alignment padding would break this
590 iteration. The maximum alignment is ``1 << 29``.
591
592 Globals can also have a :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`.
593
594 Variables and aliases can have a
595 :ref:`Thread Local Storage Model <tls_model>`.
596
597 Syntax::
598
599     [@<GlobalVarName> =] [Linkage] [Visibility] [DLLStorageClass] [ThreadLocal]
600                          [unnamed_addr] [AddrSpace] [ExternallyInitialized]
601                          <global | constant> <Type> [<InitializerConstant>]
602                          [, section "name"] [, comdat [($name)]]
603                          [, align <Alignment>]
604
605 For example, the following defines a global in a numbered address space
606 with an initializer, section, and alignment:
607
608 .. code-block:: llvm
609
610     @G = addrspace(5) constant float 1.0, section "foo", align 4
611
612 The following example just declares a global variable
613
614 .. code-block:: llvm
615
616    @G = external global i32
617
618 The following example defines a thread-local global with the
619 ``initialexec`` TLS model:
620
621 .. code-block:: llvm
622
623     @G = thread_local(initialexec) global i32 0, align 4
624
625 .. _functionstructure:
626
627 Functions
628 ---------
629
630 LLVM function definitions consist of the "``define``" keyword, an
631 optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional :ref:`visibility
632 style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`,
633 an optional :ref:`calling convention <callingconv>`,
634 an optional ``unnamed_addr`` attribute, a return type, an optional
635 :ref:`parameter attribute <paramattrs>` for the return type, a function
636 name, a (possibly empty) argument list (each with optional :ref:`parameter
637 attributes <paramattrs>`), optional :ref:`function attributes <fnattrs>`,
638 an optional section, an optional alignment,
639 an optional :ref:`comdat <langref_comdats>`,
640 an optional :ref:`garbage collector name <gc>`, an optional :ref:`prefix <prefixdata>`,
641 an optional :ref:`prologue <prologuedata>`,
642 an optional :ref:`personality <personalityfn>`,
643 an opening curly brace, a list of basic blocks, and a closing curly brace.
644
645 LLVM function declarations consist of the "``declare``" keyword, an
646 optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional :ref:`visibility
647 style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`,
648 an optional :ref:`calling convention <callingconv>`,
649 an optional ``unnamed_addr`` attribute, a return type, an optional
650 :ref:`parameter attribute <paramattrs>` for the return type, a function
651 name, a possibly empty list of arguments, an optional alignment, an optional
652 :ref:`garbage collector name <gc>`, an optional :ref:`prefix <prefixdata>`,
653 and an optional :ref:`prologue <prologuedata>`.
654
655 A function definition contains a list of basic blocks, forming the CFG (Control
656 Flow Graph) for the function. Each basic block may optionally start with a label
657 (giving the basic block a symbol table entry), contains a list of instructions,
658 and ends with a :ref:`terminator <terminators>` instruction (such as a branch or
659 function return). If an explicit label is not provided, a block is assigned an
660 implicit numbered label, using the next value from the same counter as used for
661 unnamed temporaries (:ref:`see above<identifiers>`). For example, if a function
662 entry block does not have an explicit label, it will be assigned label "%0",
663 then the first unnamed temporary in that block will be "%1", etc.
664
665 The first basic block in a function is special in two ways: it is
666 immediately executed on entrance to the function, and it is not allowed
667 to have predecessor basic blocks (i.e. there can not be any branches to
668 the entry block of a function). Because the block can have no
669 predecessors, it also cannot have any :ref:`PHI nodes <i_phi>`.
670
671 LLVM allows an explicit section to be specified for functions. If the
672 target supports it, it will emit functions to the section specified.
673 Additionally, the function can be placed in a COMDAT.
674
675 An explicit alignment may be specified for a function. If not present,
676 or if the alignment is set to zero, the alignment of the function is set
677 by the target to whatever it feels convenient. If an explicit alignment
678 is specified, the function is forced to have at least that much
679 alignment. All alignments must be a power of 2.
680
681 If the ``unnamed_addr`` attribute is given, the address is known to not
682 be significant and two identical functions can be merged.
683
684 Syntax::
685
686     define [linkage] [visibility] [DLLStorageClass]
687            [cconv] [ret attrs]
688            <ResultType> @<FunctionName> ([argument list])
689            [unnamed_addr] [fn Attrs] [section "name"] [comdat [($name)]]
690            [align N] [gc] [prefix Constant] [prologue Constant]
691            [personality Constant] { ... }
692
693 The argument list is a comma separated sequence of arguments where each
694 argument is of the following form:
695
696 Syntax::
697
698    <type> [parameter Attrs] [name]
699
700
701 .. _langref_aliases:
702
703 Aliases
704 -------
705
706 Aliases, unlike function or variables, don't create any new data. They
707 are just a new symbol and metadata for an existing position.
708
709 Aliases have a name and an aliasee that is either a global value or a
710 constant expression.
711
712 Aliases may have an optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional
713 :ref:`visibility style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class
714 <dllstorageclass>` and an optional :ref:`tls model <tls_model>`.
715
716 Syntax::
717
718     @<Name> = [Linkage] [Visibility] [DLLStorageClass] [ThreadLocal] [unnamed_addr] alias <AliaseeTy> @<Aliasee>
719
720 The linkage must be one of ``private``, ``internal``, ``linkonce``, ``weak``,
721 ``linkonce_odr``, ``weak_odr``, ``external``. Note that some system linkers
722 might not correctly handle dropping a weak symbol that is aliased.
723
724 Aliases that are not ``unnamed_addr`` are guaranteed to have the same address as
725 the aliasee expression. ``unnamed_addr`` ones are only guaranteed to point
726 to the same content.
727
728 Since aliases are only a second name, some restrictions apply, of which
729 some can only be checked when producing an object file:
730
731 * The expression defining the aliasee must be computable at assembly
732   time. Since it is just a name, no relocations can be used.
733
734 * No alias in the expression can be weak as the possibility of the
735   intermediate alias being overridden cannot be represented in an
736   object file.
737
738 * No global value in the expression can be a declaration, since that
739   would require a relocation, which is not possible.
740
741 .. _langref_comdats:
742
743 Comdats
744 -------
745
746 Comdat IR provides access to COFF and ELF object file COMDAT functionality.
747
748 Comdats have a name which represents the COMDAT key. All global objects that
749 specify this key will only end up in the final object file if the linker chooses
750 that key over some other key. Aliases are placed in the same COMDAT that their
751 aliasee computes to, if any.
752
753 Comdats have a selection kind to provide input on how the linker should
754 choose between keys in two different object files.
755
756 Syntax::
757
758     $<Name> = comdat SelectionKind
759
760 The selection kind must be one of the following:
761
762 ``any``
763     The linker may choose any COMDAT key, the choice is arbitrary.
764 ``exactmatch``
765     The linker may choose any COMDAT key but the sections must contain the
766     same data.
767 ``largest``
768     The linker will choose the section containing the largest COMDAT key.
769 ``noduplicates``
770     The linker requires that only section with this COMDAT key exist.
771 ``samesize``
772     The linker may choose any COMDAT key but the sections must contain the
773     same amount of data.
774
775 Note that the Mach-O platform doesn't support COMDATs and ELF only supports
776 ``any`` as a selection kind.
777
778 Here is an example of a COMDAT group where a function will only be selected if
779 the COMDAT key's section is the largest:
780
781 .. code-block:: llvm
782
783    $foo = comdat largest
784    @foo = global i32 2, comdat($foo)
785
786    define void @bar() comdat($foo) {
787      ret void
788    }
789
790 As a syntactic sugar the ``$name`` can be omitted if the name is the same as
791 the global name:
792
793 .. code-block:: llvm
794
795   $foo = comdat any
796   @foo = global i32 2, comdat
797
798
799 In a COFF object file, this will create a COMDAT section with selection kind
800 ``IMAGE_COMDAT_SELECT_LARGEST`` containing the contents of the ``@foo`` symbol
801 and another COMDAT section with selection kind
802 ``IMAGE_COMDAT_SELECT_ASSOCIATIVE`` which is associated with the first COMDAT
803 section and contains the contents of the ``@bar`` symbol.
804
805 There are some restrictions on the properties of the global object.
806 It, or an alias to it, must have the same name as the COMDAT group when
807 targeting COFF.
808 The contents and size of this object may be used during link-time to determine
809 which COMDAT groups get selected depending on the selection kind.
810 Because the name of the object must match the name of the COMDAT group, the
811 linkage of the global object must not be local; local symbols can get renamed
812 if a collision occurs in the symbol table.
813
814 The combined use of COMDATS and section attributes may yield surprising results.
815 For example:
816
817 .. code-block:: llvm
818
819    $foo = comdat any
820    $bar = comdat any
821    @g1 = global i32 42, section "sec", comdat($foo)
822    @g2 = global i32 42, section "sec", comdat($bar)
823
824 From the object file perspective, this requires the creation of two sections
825 with the same name. This is necessary because both globals belong to different
826 COMDAT groups and COMDATs, at the object file level, are represented by
827 sections.
828
829 Note that certain IR constructs like global variables and functions may
830 create COMDATs in the object file in addition to any which are specified using
831 COMDAT IR. This arises when the code generator is configured to emit globals
832 in individual sections (e.g. when `-data-sections` or `-function-sections`
833 is supplied to `llc`).
834
835 .. _namedmetadatastructure:
836
837 Named Metadata
838 --------------
839
840 Named metadata is a collection of metadata. :ref:`Metadata
841 nodes <metadata>` (but not metadata strings) are the only valid
842 operands for a named metadata.
843
844 #. Named metadata are represented as a string of characters with the
845    metadata prefix. The rules for metadata names are the same as for
846    identifiers, but quoted names are not allowed. ``"\xx"`` type escapes
847    are still valid, which allows any character to be part of a name.
848
849 Syntax::
850
851     ; Some unnamed metadata nodes, which are referenced by the named metadata.
852     !0 = !{!"zero"}
853     !1 = !{!"one"}
854     !2 = !{!"two"}
855     ; A named metadata.
856     !name = !{!0, !1, !2}
857
858 .. _paramattrs:
859
860 Parameter Attributes
861 --------------------
862
863 The return type and each parameter of a function type may have a set of
864 *parameter attributes* associated with them. Parameter attributes are
865 used to communicate additional information about the result or
866 parameters of a function. Parameter attributes are considered to be part
867 of the function, not of the function type, so functions with different
868 parameter attributes can have the same function type.
869
870 Parameter attributes are simple keywords that follow the type specified.
871 If multiple parameter attributes are needed, they are space separated.
872 For example:
873
874 .. code-block:: llvm
875
876     declare i32 @printf(i8* noalias nocapture, ...)
877     declare i32 @atoi(i8 zeroext)
878     declare signext i8 @returns_signed_char()
879
880 Note that any attributes for the function result (``nounwind``,
881 ``readonly``) come immediately after the argument list.
882
883 Currently, only the following parameter attributes are defined:
884
885 ``zeroext``
886     This indicates to the code generator that the parameter or return
887     value should be zero-extended to the extent required by the target's
888     ABI (which is usually 32-bits, but is 8-bits for a i1 on x86-64) by
889     the caller (for a parameter) or the callee (for a return value).
890 ``signext``
891     This indicates to the code generator that the parameter or return
892     value should be sign-extended to the extent required by the target's
893     ABI (which is usually 32-bits) by the caller (for a parameter) or
894     the callee (for a return value).
895 ``inreg``
896     This indicates that this parameter or return value should be treated
897     in a special target-dependent fashion while emitting code for
898     a function call or return (usually, by putting it in a register as
899     opposed to memory, though some targets use it to distinguish between
900     two different kinds of registers). Use of this attribute is
901     target-specific.
902 ``byval``
903     This indicates that the pointer parameter should really be passed by
904     value to the function. The attribute implies that a hidden copy of
905     the pointee is made between the caller and the callee, so the callee
906     is unable to modify the value in the caller. This attribute is only
907     valid on LLVM pointer arguments. It is generally used to pass
908     structs and arrays by value, but is also valid on pointers to
909     scalars. The copy is considered to belong to the caller not the
910     callee (for example, ``readonly`` functions should not write to
911     ``byval`` parameters). This is not a valid attribute for return
912     values.
913
914     The byval attribute also supports specifying an alignment with the
915     align attribute. It indicates the alignment of the stack slot to
916     form and the known alignment of the pointer specified to the call
917     site. If the alignment is not specified, then the code generator
918     makes a target-specific assumption.
919
920 .. _attr_inalloca:
921
922 ``inalloca``
923
924     The ``inalloca`` argument attribute allows the caller to take the
925     address of outgoing stack arguments. An ``inalloca`` argument must
926     be a pointer to stack memory produced by an ``alloca`` instruction.
927     The alloca, or argument allocation, must also be tagged with the
928     inalloca keyword. Only the last argument may have the ``inalloca``
929     attribute, and that argument is guaranteed to be passed in memory.
930
931     An argument allocation may be used by a call at most once because
932     the call may deallocate it. The ``inalloca`` attribute cannot be
933     used in conjunction with other attributes that affect argument
934     storage, like ``inreg``, ``nest``, ``sret``, or ``byval``. The
935     ``inalloca`` attribute also disables LLVM's implicit lowering of
936     large aggregate return values, which means that frontend authors
937     must lower them with ``sret`` pointers.
938
939     When the call site is reached, the argument allocation must have
940     been the most recent stack allocation that is still live, or the
941     results are undefined. It is possible to allocate additional stack
942     space after an argument allocation and before its call site, but it
943     must be cleared off with :ref:`llvm.stackrestore
944     <int_stackrestore>`.
945
946     See :doc:`InAlloca` for more information on how to use this
947     attribute.
948
949 ``sret``
950     This indicates that the pointer parameter specifies the address of a
951     structure that is the return value of the function in the source
952     program. This pointer must be guaranteed by the caller to be valid:
953     loads and stores to the structure may be assumed by the callee
954     not to trap and to be properly aligned. This may only be applied to
955     the first parameter. This is not a valid attribute for return
956     values.
957
958 ``align <n>``
959     This indicates that the pointer value may be assumed by the optimizer to
960     have the specified alignment.
961
962     Note that this attribute has additional semantics when combined with the
963     ``byval`` attribute.
964
965 .. _noalias:
966
967 ``noalias``
968     This indicates that objects accessed via pointer values
969     :ref:`based <pointeraliasing>` on the argument or return value are not also
970     accessed, during the execution of the function, via pointer values not
971     *based* on the argument or return value. The attribute on a return value
972     also has additional semantics described below. The caller shares the
973     responsibility with the callee for ensuring that these requirements are met.
974     For further details, please see the discussion of the NoAlias response in
975     :ref:`alias analysis <Must, May, or No>`.
976
977     Note that this definition of ``noalias`` is intentionally similar
978     to the definition of ``restrict`` in C99 for function arguments.
979
980     For function return values, C99's ``restrict`` is not meaningful,
981     while LLVM's ``noalias`` is. Furthermore, the semantics of the ``noalias``
982     attribute on return values are stronger than the semantics of the attribute
983     when used on function arguments. On function return values, the ``noalias``
984     attribute indicates that the function acts like a system memory allocation
985     function, returning a pointer to allocated storage disjoint from the
986     storage for any other object accessible to the caller.
987
988 ``nocapture``
989     This indicates that the callee does not make any copies of the
990     pointer that outlive the callee itself. This is not a valid
991     attribute for return values.
992
993 .. _nest:
994
995 ``nest``
996     This indicates that the pointer parameter can be excised using the
997     :ref:`trampoline intrinsics <int_trampoline>`. This is not a valid
998     attribute for return values and can only be applied to one parameter.
999
1000 ``returned``
1001     This indicates that the function always returns the argument as its return
1002     value. This is an optimization hint to the code generator when generating
1003     the caller, allowing tail call optimization and omission of register saves
1004     and restores in some cases; it is not checked or enforced when generating
1005     the callee. The parameter and the function return type must be valid
1006     operands for the :ref:`bitcast instruction <i_bitcast>`. This is not a
1007     valid attribute for return values and can only be applied to one parameter.
1008
1009 ``nonnull``
1010     This indicates that the parameter or return pointer is not null. This
1011     attribute may only be applied to pointer typed parameters. This is not
1012     checked or enforced by LLVM, the caller must ensure that the pointer
1013     passed in is non-null, or the callee must ensure that the returned pointer
1014     is non-null.
1015
1016 ``dereferenceable(<n>)``
1017     This indicates that the parameter or return pointer is dereferenceable. This
1018     attribute may only be applied to pointer typed parameters. A pointer that
1019     is dereferenceable can be loaded from speculatively without a risk of
1020     trapping. The number of bytes known to be dereferenceable must be provided
1021     in parentheses. It is legal for the number of bytes to be less than the
1022     size of the pointee type. The ``nonnull`` attribute does not imply
1023     dereferenceability (consider a pointer to one element past the end of an
1024     array), however ``dereferenceable(<n>)`` does imply ``nonnull`` in
1025     ``addrspace(0)`` (which is the default address space).
1026
1027 ``dereferenceable_or_null(<n>)``
1028     This indicates that the parameter or return value isn't both
1029     non-null and non-dereferenceable (up to ``<n>`` bytes) at the same
1030     time. All non-null pointers tagged with
1031     ``dereferenceable_or_null(<n>)`` are ``dereferenceable(<n>)``.
1032     For address space 0 ``dereferenceable_or_null(<n>)`` implies that
1033     a pointer is exactly one of ``dereferenceable(<n>)`` or ``null``,
1034     and in other address spaces ``dereferenceable_or_null(<n>)``
1035     implies that a pointer is at least one of ``dereferenceable(<n>)``
1036     or ``null`` (i.e. it may be both ``null`` and
1037     ``dereferenceable(<n>)``). This attribute may only be applied to
1038     pointer typed parameters.
1039
1040 .. _gc:
1041
1042 Garbage Collector Strategy Names
1043 --------------------------------
1044
1045 Each function may specify a garbage collector strategy name, which is simply a
1046 string:
1047
1048 .. code-block:: llvm
1049
1050     define void @f() gc "name" { ... }
1051
1052 The supported values of *name* includes those :ref:`built in to LLVM
1053 <builtin-gc-strategies>` and any provided by loaded plugins. Specifying a GC
1054 strategy will cause the compiler to alter its output in order to support the
1055 named garbage collection algorithm. Note that LLVM itself does not contain a
1056 garbage collector, this functionality is restricted to generating machine code
1057 which can interoperate with a collector provided externally.
1058
1059 .. _prefixdata:
1060
1061 Prefix Data
1062 -----------
1063
1064 Prefix data is data associated with a function which the code
1065 generator will emit immediately before the function's entrypoint.
1066 The purpose of this feature is to allow frontends to associate
1067 language-specific runtime metadata with specific functions and make it
1068 available through the function pointer while still allowing the
1069 function pointer to be called.
1070
1071 To access the data for a given function, a program may bitcast the
1072 function pointer to a pointer to the constant's type and dereference
1073 index -1. This implies that the IR symbol points just past the end of
1074 the prefix data. For instance, take the example of a function annotated
1075 with a single ``i32``,
1076
1077 .. code-block:: llvm
1078
1079     define void @f() prefix i32 123 { ... }
1080
1081 The prefix data can be referenced as,
1082
1083 .. code-block:: llvm
1084
1085     %0 = bitcast void* () @f to i32*
1086     %a = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i32 -1
1087     %b = load i32, i32* %a
1088
1089 Prefix data is laid out as if it were an initializer for a global variable
1090 of the prefix data's type. The function will be placed such that the
1091 beginning of the prefix data is aligned. This means that if the size
1092 of the prefix data is not a multiple of the alignment size, the
1093 function's entrypoint will not be aligned. If alignment of the
1094 function's entrypoint is desired, padding must be added to the prefix
1095 data.
1096
1097 A function may have prefix data but no body. This has similar semantics
1098 to the ``available_externally`` linkage in that the data may be used by the
1099 optimizers but will not be emitted in the object file.
1100
1101 .. _prologuedata:
1102
1103 Prologue Data
1104 -------------
1105
1106 The ``prologue`` attribute allows arbitrary code (encoded as bytes) to
1107 be inserted prior to the function body. This can be used for enabling
1108 function hot-patching and instrumentation.
1109
1110 To maintain the semantics of ordinary function calls, the prologue data must
1111 have a particular format. Specifically, it must begin with a sequence of
1112 bytes which decode to a sequence of machine instructions, valid for the
1113 module's target, which transfer control to the point immediately succeeding
1114 the prologue data, without performing any other visible action. This allows
1115 the inliner and other passes to reason about the semantics of the function
1116 definition without needing to reason about the prologue data. Obviously this
1117 makes the format of the prologue data highly target dependent.
1118
1119 A trivial example of valid prologue data for the x86 architecture is ``i8 144``,
1120 which encodes the ``nop`` instruction:
1121
1122 .. code-block:: llvm
1123
1124     define void @f() prologue i8 144 { ... }
1125
1126 Generally prologue data can be formed by encoding a relative branch instruction
1127 which skips the metadata, as in this example of valid prologue data for the
1128 x86_64 architecture, where the first two bytes encode ``jmp .+10``:
1129
1130 .. code-block:: llvm
1131
1132     %0 = type <{ i8, i8, i8* }>
1133
1134     define void @f() prologue %0 <{ i8 235, i8 8, i8* @md}> { ... }
1135
1136 A function may have prologue data but no body. This has similar semantics
1137 to the ``available_externally`` linkage in that the data may be used by the
1138 optimizers but will not be emitted in the object file.
1139
1140 .. _personalityfn:
1141
1142 Personality Function
1143 --------------------
1144
1145 The ``personality`` attribute permits functions to specify what function
1146 to use for exception handling.
1147
1148 .. _attrgrp:
1149
1150 Attribute Groups
1151 ----------------
1152
1153 Attribute groups are groups of attributes that are referenced by objects within
1154 the IR. They are important for keeping ``.ll`` files readable, because a lot of
1155 functions will use the same set of attributes. In the degenerative case of a
1156 ``.ll`` file that corresponds to a single ``.c`` file, the single attribute
1157 group will capture the important command line flags used to build that file.
1158
1159 An attribute group is a module-level object. To use an attribute group, an
1160 object references the attribute group's ID (e.g. ``#37``). An object may refer
1161 to more than one attribute group. In that situation, the attributes from the
1162 different groups are merged.
1163
1164 Here is an example of attribute groups for a function that should always be
1165 inlined, has a stack alignment of 4, and which shouldn't use SSE instructions:
1166
1167 .. code-block:: llvm
1168
1169    ; Target-independent attributes:
1170    attributes #0 = { alwaysinline alignstack=4 }
1171
1172    ; Target-dependent attributes:
1173    attributes #1 = { "no-sse" }
1174
1175    ; Function @f has attributes: alwaysinline, alignstack=4, and "no-sse".
1176    define void @f() #0 #1 { ... }
1177
1178 .. _fnattrs:
1179
1180 Function Attributes
1181 -------------------
1182
1183 Function attributes are set to communicate additional information about
1184 a function. Function attributes are considered to be part of the
1185 function, not of the function type, so functions with different function
1186 attributes can have the same function type.
1187
1188 Function attributes are simple keywords that follow the type specified.
1189 If multiple attributes are needed, they are space separated. For
1190 example:
1191
1192 .. code-block:: llvm
1193
1194     define void @f() noinline { ... }
1195     define void @f() alwaysinline { ... }
1196     define void @f() alwaysinline optsize { ... }
1197     define void @f() optsize { ... }
1198
1199 ``alignstack(<n>)``
1200     This attribute indicates that, when emitting the prologue and
1201     epilogue, the backend should forcibly align the stack pointer.
1202     Specify the desired alignment, which must be a power of two, in
1203     parentheses.
1204 ``alwaysinline``
1205     This attribute indicates that the inliner should attempt to inline
1206     this function into callers whenever possible, ignoring any active
1207     inlining size threshold for this caller.
1208 ``builtin``
1209     This indicates that the callee function at a call site should be
1210     recognized as a built-in function, even though the function's declaration
1211     uses the ``nobuiltin`` attribute. This is only valid at call sites for
1212     direct calls to functions that are declared with the ``nobuiltin``
1213     attribute.
1214 ``cold``
1215     This attribute indicates that this function is rarely called. When
1216     computing edge weights, basic blocks post-dominated by a cold
1217     function call are also considered to be cold; and, thus, given low
1218     weight.
1219 ``convergent``
1220     This attribute indicates that the callee is dependent on a convergent
1221     thread execution pattern under certain parallel execution models.
1222     Transformations that are execution model agnostic may only move or
1223     tranform this call if the final location is control equivalent to its
1224     original position in the program, where control equivalence is defined as
1225     A dominates B and B post-dominates A, or vice versa.
1226 ``inlinehint``
1227     This attribute indicates that the source code contained a hint that
1228     inlining this function is desirable (such as the "inline" keyword in
1229     C/C++). It is just a hint; it imposes no requirements on the
1230     inliner.
1231 ``jumptable``
1232     This attribute indicates that the function should be added to a
1233     jump-instruction table at code-generation time, and that all address-taken
1234     references to this function should be replaced with a reference to the
1235     appropriate jump-instruction-table function pointer. Note that this creates
1236     a new pointer for the original function, which means that code that depends
1237     on function-pointer identity can break. So, any function annotated with
1238     ``jumptable`` must also be ``unnamed_addr``.
1239 ``minsize``
1240     This attribute suggests that optimization passes and code generator
1241     passes make choices that keep the code size of this function as small
1242     as possible and perform optimizations that may sacrifice runtime
1243     performance in order to minimize the size of the generated code.
1244 ``naked``
1245     This attribute disables prologue / epilogue emission for the
1246     function. This can have very system-specific consequences.
1247 ``nobuiltin``
1248     This indicates that the callee function at a call site is not recognized as
1249     a built-in function. LLVM will retain the original call and not replace it
1250     with equivalent code based on the semantics of the built-in function, unless
1251     the call site uses the ``builtin`` attribute. This is valid at call sites
1252     and on function declarations and definitions.
1253 ``noduplicate``
1254     This attribute indicates that calls to the function cannot be
1255     duplicated. A call to a ``noduplicate`` function may be moved
1256     within its parent function, but may not be duplicated within
1257     its parent function.
1258
1259     A function containing a ``noduplicate`` call may still
1260     be an inlining candidate, provided that the call is not
1261     duplicated by inlining. That implies that the function has
1262     internal linkage and only has one call site, so the original
1263     call is dead after inlining.
1264 ``noimplicitfloat``
1265     This attributes disables implicit floating point instructions.
1266 ``noinline``
1267     This attribute indicates that the inliner should never inline this
1268     function in any situation. This attribute may not be used together
1269     with the ``alwaysinline`` attribute.
1270 ``nonlazybind``
1271     This attribute suppresses lazy symbol binding for the function. This
1272     may make calls to the function faster, at the cost of extra program
1273     startup time if the function is not called during program startup.
1274 ``noredzone``
1275     This attribute indicates that the code generator should not use a
1276     red zone, even if the target-specific ABI normally permits it.
1277 ``noreturn``
1278     This function attribute indicates that the function never returns
1279     normally. This produces undefined behavior at runtime if the
1280     function ever does dynamically return.
1281 ``nounwind``
1282     This function attribute indicates that the function never raises an
1283     exception. If the function does raise an exception, its runtime
1284     behavior is undefined. However, functions marked nounwind may still
1285     trap or generate asynchronous exceptions. Exception handling schemes
1286     that are recognized by LLVM to handle asynchronous exceptions, such
1287     as SEH, will still provide their implementation defined semantics.
1288 ``optnone``
1289     This function attribute indicates that the function is not optimized
1290     by any optimization or code generator passes with the
1291     exception of interprocedural optimization passes.
1292     This attribute cannot be used together with the ``alwaysinline``
1293     attribute; this attribute is also incompatible
1294     with the ``minsize`` attribute and the ``optsize`` attribute.
1295
1296     This attribute requires the ``noinline`` attribute to be specified on
1297     the function as well, so the function is never inlined into any caller.
1298     Only functions with the ``alwaysinline`` attribute are valid
1299     candidates for inlining into the body of this function.
1300 ``optsize``
1301     This attribute suggests that optimization passes and code generator
1302     passes make choices that keep the code size of this function low,
1303     and otherwise do optimizations specifically to reduce code size as
1304     long as they do not significantly impact runtime performance.
1305 ``readnone``
1306     On a function, this attribute indicates that the function computes its
1307     result (or decides to unwind an exception) based strictly on its arguments,
1308     without dereferencing any pointer arguments or otherwise accessing
1309     any mutable state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
1310     caller functions. It does not write through any pointer arguments
1311     (including ``byval`` arguments) and never changes any state visible
1312     to callers. This means that it cannot unwind exceptions by calling
1313     the ``C++`` exception throwing methods.
1314
1315     On an argument, this attribute indicates that the function does not
1316     dereference that pointer argument, even though it may read or write the
1317     memory that the pointer points to if accessed through other pointers.
1318 ``readonly``
1319     On a function, this attribute indicates that the function does not write
1320     through any pointer arguments (including ``byval`` arguments) or otherwise
1321     modify any state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
1322     caller functions. It may dereference pointer arguments and read
1323     state that may be set in the caller. A readonly function always
1324     returns the same value (or unwinds an exception identically) when
1325     called with the same set of arguments and global state. It cannot
1326     unwind an exception by calling the ``C++`` exception throwing
1327     methods.
1328
1329     On an argument, this attribute indicates that the function does not write
1330     through this pointer argument, even though it may write to the memory that
1331     the pointer points to.
1332 ``argmemonly``
1333     This attribute indicates that the only memory accesses inside function are
1334     loads and stores from objects pointed to by its pointer-typed arguments,
1335     with arbitrary offsets. Or in other words, all memory operations in the
1336     function can refer to memory only using pointers based on its function
1337     arguments.
1338     Note that ``argmemonly`` can be used together with ``readonly`` attribute
1339     in order to specify that function reads only from its arguments.
1340 ``returns_twice``
1341     This attribute indicates that this function can return twice. The C
1342     ``setjmp`` is an example of such a function. The compiler disables
1343     some optimizations (like tail calls) in the caller of these
1344     functions.
1345 ``safestack``
1346     This attribute indicates that
1347     `SafeStack <http://clang.llvm.org/docs/SafeStack.html>`_
1348     protection is enabled for this function.
1349
1350     If a function that has a ``safestack`` attribute is inlined into a
1351     function that doesn't have a ``safestack`` attribute or which has an
1352     ``ssp``, ``sspstrong`` or ``sspreq`` attribute, then the resulting
1353     function will have a ``safestack`` attribute.
1354 ``sanitize_address``
1355     This attribute indicates that AddressSanitizer checks
1356     (dynamic address safety analysis) are enabled for this function.
1357 ``sanitize_memory``
1358     This attribute indicates that MemorySanitizer checks (dynamic detection
1359     of accesses to uninitialized memory) are enabled for this function.
1360 ``sanitize_thread``
1361     This attribute indicates that ThreadSanitizer checks
1362     (dynamic thread safety analysis) are enabled for this function.
1363 ``ssp``
1364     This attribute indicates that the function should emit a stack
1365     smashing protector. It is in the form of a "canary" --- a random value
1366     placed on the stack before the local variables that's checked upon
1367     return from the function to see if it has been overwritten. A
1368     heuristic is used to determine if a function needs stack protectors
1369     or not. The heuristic used will enable protectors for functions with:
1370
1371     - Character arrays larger than ``ssp-buffer-size`` (default 8).
1372     - Aggregates containing character arrays larger than ``ssp-buffer-size``.
1373     - Calls to alloca() with variable sizes or constant sizes greater than
1374       ``ssp-buffer-size``.
1375
1376     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1377     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1378
1379     If a function that has an ``ssp`` attribute is inlined into a
1380     function that doesn't have an ``ssp`` attribute, then the resulting
1381     function will have an ``ssp`` attribute.
1382 ``sspreq``
1383     This attribute indicates that the function should *always* emit a
1384     stack smashing protector. This overrides the ``ssp`` function
1385     attribute.
1386
1387     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1388     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1389     The specific layout rules are:
1390
1391     #. Large arrays and structures containing large arrays
1392        (``>= ssp-buffer-size``) are closest to the stack protector.
1393     #. Small arrays and structures containing small arrays
1394        (``< ssp-buffer-size``) are 2nd closest to the protector.
1395     #. Variables that have had their address taken are 3rd closest to the
1396        protector.
1397
1398     If a function that has an ``sspreq`` attribute is inlined into a
1399     function that doesn't have an ``sspreq`` attribute or which has an
1400     ``ssp`` or ``sspstrong`` attribute, then the resulting function will have
1401     an ``sspreq`` attribute.
1402 ``sspstrong``
1403     This attribute indicates that the function should emit a stack smashing
1404     protector. This attribute causes a strong heuristic to be used when
1405     determining if a function needs stack protectors. The strong heuristic
1406     will enable protectors for functions with:
1407
1408     - Arrays of any size and type
1409     - Aggregates containing an array of any size and type.
1410     - Calls to alloca().
1411     - Local variables that have had their address taken.
1412
1413     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1414     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1415     The specific layout rules are:
1416
1417     #. Large arrays and structures containing large arrays
1418        (``>= ssp-buffer-size``) are closest to the stack protector.
1419     #. Small arrays and structures containing small arrays
1420        (``< ssp-buffer-size``) are 2nd closest to the protector.
1421     #. Variables that have had their address taken are 3rd closest to the
1422        protector.
1423
1424     This overrides the ``ssp`` function attribute.
1425
1426     If a function that has an ``sspstrong`` attribute is inlined into a
1427     function that doesn't have an ``sspstrong`` attribute, then the
1428     resulting function will have an ``sspstrong`` attribute.
1429 ``"thunk"``
1430     This attribute indicates that the function will delegate to some other
1431     function with a tail call. The prototype of a thunk should not be used for
1432     optimization purposes. The caller is expected to cast the thunk prototype to
1433     match the thunk target prototype.
1434 ``uwtable``
1435     This attribute indicates that the ABI being targeted requires that
1436     an unwind table entry be produced for this function even if we can
1437     show that no exceptions passes by it. This is normally the case for
1438     the ELF x86-64 abi, but it can be disabled for some compilation
1439     units.
1440
1441 .. _moduleasm:
1442
1443 Module-Level Inline Assembly
1444 ----------------------------
1445
1446 Modules may contain "module-level inline asm" blocks, which corresponds
1447 to the GCC "file scope inline asm" blocks. These blocks are internally
1448 concatenated by LLVM and treated as a single unit, but may be separated
1449 in the ``.ll`` file if desired. The syntax is very simple:
1450
1451 .. code-block:: llvm
1452
1453     module asm "inline asm code goes here"
1454     module asm "more can go here"
1455
1456 The strings can contain any character by escaping non-printable
1457 characters. The escape sequence used is simply "\\xx" where "xx" is the
1458 two digit hex code for the number.
1459
1460 Note that the assembly string *must* be parseable by LLVM's integrated assembler
1461 (unless it is disabled), even when emitting a ``.s`` file.
1462
1463 .. _langref_datalayout:
1464
1465 Data Layout
1466 -----------
1467
1468 A module may specify a target specific data layout string that specifies
1469 how data is to be laid out in memory. The syntax for the data layout is
1470 simply:
1471
1472 .. code-block:: llvm
1473
1474     target datalayout = "layout specification"
1475
1476 The *layout specification* consists of a list of specifications
1477 separated by the minus sign character ('-'). Each specification starts
1478 with a letter and may include other information after the letter to
1479 define some aspect of the data layout. The specifications accepted are
1480 as follows:
1481
1482 ``E``
1483     Specifies that the target lays out data in big-endian form. That is,
1484     the bits with the most significance have the lowest address
1485     location.
1486 ``e``
1487     Specifies that the target lays out data in little-endian form. That
1488     is, the bits with the least significance have the lowest address
1489     location.
1490 ``S<size>``
1491     Specifies the natural alignment of the stack in bits. Alignment
1492     promotion of stack variables is limited to the natural stack
1493     alignment to avoid dynamic stack realignment. The stack alignment
1494     must be a multiple of 8-bits. If omitted, the natural stack
1495     alignment defaults to "unspecified", which does not prevent any
1496     alignment promotions.
1497 ``p[n]:<size>:<abi>:<pref>``
1498     This specifies the *size* of a pointer and its ``<abi>`` and
1499     ``<pref>``\erred alignments for address space ``n``. All sizes are in
1500     bits. The address space, ``n``, is optional, and if not specified,
1501     denotes the default address space 0. The value of ``n`` must be
1502     in the range [1,2^23).
1503 ``i<size>:<abi>:<pref>``
1504     This specifies the alignment for an integer type of a given bit
1505     ``<size>``. The value of ``<size>`` must be in the range [1,2^23).
1506 ``v<size>:<abi>:<pref>``
1507     This specifies the alignment for a vector type of a given bit
1508     ``<size>``.
1509 ``f<size>:<abi>:<pref>``
1510     This specifies the alignment for a floating point type of a given bit
1511     ``<size>``. Only values of ``<size>`` that are supported by the target
1512     will work. 32 (float) and 64 (double) are supported on all targets; 80
1513     or 128 (different flavors of long double) are also supported on some
1514     targets.
1515 ``a:<abi>:<pref>``
1516     This specifies the alignment for an object of aggregate type.
1517 ``m:<mangling>``
1518     If present, specifies that llvm names are mangled in the output. The
1519     options are
1520
1521     * ``e``: ELF mangling: Private symbols get a ``.L`` prefix.
1522     * ``m``: Mips mangling: Private symbols get a ``$`` prefix.
1523     * ``o``: Mach-O mangling: Private symbols get ``L`` prefix. Other
1524       symbols get a ``_`` prefix.
1525     * ``w``: Windows COFF prefix:  Similar to Mach-O, but stdcall and fastcall
1526       functions also get a suffix based on the frame size.
1527 ``n<size1>:<size2>:<size3>...``
1528     This specifies a set of native integer widths for the target CPU in
1529     bits. For example, it might contain ``n32`` for 32-bit PowerPC,
1530     ``n32:64`` for PowerPC 64, or ``n8:16:32:64`` for X86-64. Elements of
1531     this set are considered to support most general arithmetic operations
1532     efficiently.
1533
1534 On every specification that takes a ``<abi>:<pref>``, specifying the
1535 ``<pref>`` alignment is optional. If omitted, the preceding ``:``
1536 should be omitted too and ``<pref>`` will be equal to ``<abi>``.
1537
1538 When constructing the data layout for a given target, LLVM starts with a
1539 default set of specifications which are then (possibly) overridden by
1540 the specifications in the ``datalayout`` keyword. The default
1541 specifications are given in this list:
1542
1543 -  ``E`` - big endian
1544 -  ``p:64:64:64`` - 64-bit pointers with 64-bit alignment.
1545 -  ``p[n]:64:64:64`` - Other address spaces are assumed to be the
1546    same as the default address space.
1547 -  ``S0`` - natural stack alignment is unspecified
1548 -  ``i1:8:8`` - i1 is 8-bit (byte) aligned
1549 -  ``i8:8:8`` - i8 is 8-bit (byte) aligned
1550 -  ``i16:16:16`` - i16 is 16-bit aligned
1551 -  ``i32:32:32`` - i32 is 32-bit aligned
1552 -  ``i64:32:64`` - i64 has ABI alignment of 32-bits but preferred
1553    alignment of 64-bits
1554 -  ``f16:16:16`` - half is 16-bit aligned
1555 -  ``f32:32:32`` - float is 32-bit aligned
1556 -  ``f64:64:64`` - double is 64-bit aligned
1557 -  ``f128:128:128`` - quad is 128-bit aligned
1558 -  ``v64:64:64`` - 64-bit vector is 64-bit aligned
1559 -  ``v128:128:128`` - 128-bit vector is 128-bit aligned
1560 -  ``a:0:64`` - aggregates are 64-bit aligned
1561
1562 When LLVM is determining the alignment for a given type, it uses the
1563 following rules:
1564
1565 #. If the type sought is an exact match for one of the specifications,
1566    that specification is used.
1567 #. If no match is found, and the type sought is an integer type, then
1568    the smallest integer type that is larger than the bitwidth of the
1569    sought type is used. If none of the specifications are larger than
1570    the bitwidth then the largest integer type is used. For example,
1571    given the default specifications above, the i7 type will use the
1572    alignment of i8 (next largest) while both i65 and i256 will use the
1573    alignment of i64 (largest specified).
1574 #. If no match is found, and the type sought is a vector type, then the
1575    largest vector type that is smaller than the sought vector type will
1576    be used as a fall back. This happens because <128 x double> can be
1577    implemented in terms of 64 <2 x double>, for example.
1578
1579 The function of the data layout string may not be what you expect.
1580 Notably, this is not a specification from the frontend of what alignment
1581 the code generator should use.
1582
1583 Instead, if specified, the target data layout is required to match what
1584 the ultimate *code generator* expects. This string is used by the
1585 mid-level optimizers to improve code, and this only works if it matches
1586 what the ultimate code generator uses. There is no way to generate IR
1587 that does not embed this target-specific detail into the IR. If you
1588 don't specify the string, the default specifications will be used to
1589 generate a Data Layout and the optimization phases will operate
1590 accordingly and introduce target specificity into the IR with respect to
1591 these default specifications.
1592
1593 .. _langref_triple:
1594
1595 Target Triple
1596 -------------
1597
1598 A module may specify a target triple string that describes the target
1599 host. The syntax for the target triple is simply:
1600
1601 .. code-block:: llvm
1602
1603     target triple = "x86_64-apple-macosx10.7.0"
1604
1605 The *target triple* string consists of a series of identifiers delimited
1606 by the minus sign character ('-'). The canonical forms are:
1607
1608 ::
1609
1610     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM
1611     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM-ENVIRONMENT
1612
1613 This information is passed along to the backend so that it generates
1614 code for the proper architecture. It's possible to override this on the
1615 command line with the ``-mtriple`` command line option.
1616
1617 .. _pointeraliasing:
1618
1619 Pointer Aliasing Rules
1620 ----------------------
1621
1622 Any memory access must be done through a pointer value associated with
1623 an address range of the memory access, otherwise the behavior is
1624 undefined. Pointer values are associated with address ranges according
1625 to the following rules:
1626
1627 -  A pointer value is associated with the addresses associated with any
1628    value it is *based* on.
1629 -  An address of a global variable is associated with the address range
1630    of the variable's storage.
1631 -  The result value of an allocation instruction is associated with the
1632    address range of the allocated storage.
1633 -  A null pointer in the default address-space is associated with no
1634    address.
1635 -  An integer constant other than zero or a pointer value returned from
1636    a function not defined within LLVM may be associated with address
1637    ranges allocated through mechanisms other than those provided by
1638    LLVM. Such ranges shall not overlap with any ranges of addresses
1639    allocated by mechanisms provided by LLVM.
1640
1641 A pointer value is *based* on another pointer value according to the
1642 following rules:
1643
1644 -  A pointer value formed from a ``getelementptr`` operation is *based*
1645    on the first value operand of the ``getelementptr``.
1646 -  The result value of a ``bitcast`` is *based* on the operand of the
1647    ``bitcast``.
1648 -  A pointer value formed by an ``inttoptr`` is *based* on all pointer
1649    values that contribute (directly or indirectly) to the computation of
1650    the pointer's value.
1651 -  The "*based* on" relationship is transitive.
1652
1653 Note that this definition of *"based"* is intentionally similar to the
1654 definition of *"based"* in C99, though it is slightly weaker.
1655
1656 LLVM IR does not associate types with memory. The result type of a
1657 ``load`` merely indicates the size and alignment of the memory from
1658 which to load, as well as the interpretation of the value. The first
1659 operand type of a ``store`` similarly only indicates the size and
1660 alignment of the store.
1661
1662 Consequently, type-based alias analysis, aka TBAA, aka
1663 ``-fstrict-aliasing``, is not applicable to general unadorned LLVM IR.
1664 :ref:`Metadata <metadata>` may be used to encode additional information
1665 which specialized optimization passes may use to implement type-based
1666 alias analysis.
1667
1668 .. _volatile:
1669
1670 Volatile Memory Accesses
1671 ------------------------
1672
1673 Certain memory accesses, such as :ref:`load <i_load>`'s,
1674 :ref:`store <i_store>`'s, and :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>`'s may be
1675 marked ``volatile``. The optimizers must not change the number of
1676 volatile operations or change their order of execution relative to other
1677 volatile operations. The optimizers *may* change the order of volatile
1678 operations relative to non-volatile operations. This is not Java's
1679 "volatile" and has no cross-thread synchronization behavior.
1680
1681 IR-level volatile loads and stores cannot safely be optimized into
1682 llvm.memcpy or llvm.memmove intrinsics even when those intrinsics are
1683 flagged volatile. Likewise, the backend should never split or merge
1684 target-legal volatile load/store instructions.
1685
1686 .. admonition:: Rationale
1687
1688  Platforms may rely on volatile loads and stores of natively supported
1689  data width to be executed as single instruction. For example, in C
1690  this holds for an l-value of volatile primitive type with native
1691  hardware support, but not necessarily for aggregate types. The
1692  frontend upholds these expectations, which are intentionally
1693  unspecified in the IR. The rules above ensure that IR transformations
1694  do not violate the frontend's contract with the language.
1695
1696 .. _memmodel:
1697
1698 Memory Model for Concurrent Operations
1699 --------------------------------------
1700
1701 The LLVM IR does not define any way to start parallel threads of
1702 execution or to register signal handlers. Nonetheless, there are
1703 platform-specific ways to create them, and we define LLVM IR's behavior
1704 in their presence. This model is inspired by the C++0x memory model.
1705
1706 For a more informal introduction to this model, see the :doc:`Atomics`.
1707
1708 We define a *happens-before* partial order as the least partial order
1709 that
1710
1711 -  Is a superset of single-thread program order, and
1712 -  When a *synchronizes-with* ``b``, includes an edge from ``a`` to
1713    ``b``. *Synchronizes-with* pairs are introduced by platform-specific
1714    techniques, like pthread locks, thread creation, thread joining,
1715    etc., and by atomic instructions. (See also :ref:`Atomic Memory Ordering
1716    Constraints <ordering>`).
1717
1718 Note that program order does not introduce *happens-before* edges
1719 between a thread and signals executing inside that thread.
1720
1721 Every (defined) read operation (load instructions, memcpy, atomic
1722 loads/read-modify-writes, etc.) R reads a series of bytes written by
1723 (defined) write operations (store instructions, atomic
1724 stores/read-modify-writes, memcpy, etc.). For the purposes of this
1725 section, initialized globals are considered to have a write of the
1726 initializer which is atomic and happens before any other read or write
1727 of the memory in question. For each byte of a read R, R\ :sub:`byte`
1728 may see any write to the same byte, except:
1729
1730 -  If write\ :sub:`1`  happens before write\ :sub:`2`, and
1731    write\ :sub:`2` happens before R\ :sub:`byte`, then
1732    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`1`.
1733 -  If R\ :sub:`byte` happens before write\ :sub:`3`, then
1734    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`3`.
1735
1736 Given that definition, R\ :sub:`byte` is defined as follows:
1737
1738 -  If R is volatile, the result is target-dependent. (Volatile is
1739    supposed to give guarantees which can support ``sig_atomic_t`` in
1740    C/C++, and may be used for accesses to addresses that do not behave
1741    like normal memory. It does not generally provide cross-thread
1742    synchronization.)
1743 -  Otherwise, if there is no write to the same byte that happens before
1744    R\ :sub:`byte`, R\ :sub:`byte` returns ``undef`` for that byte.
1745 -  Otherwise, if R\ :sub:`byte` may see exactly one write,
1746    R\ :sub:`byte` returns the value written by that write.
1747 -  Otherwise, if R is atomic, and all the writes R\ :sub:`byte` may
1748    see are atomic, it chooses one of the values written. See the :ref:`Atomic
1749    Memory Ordering Constraints <ordering>` section for additional
1750    constraints on how the choice is made.
1751 -  Otherwise R\ :sub:`byte` returns ``undef``.
1752
1753 R returns the value composed of the series of bytes it read. This
1754 implies that some bytes within the value may be ``undef`` **without**
1755 the entire value being ``undef``. Note that this only defines the
1756 semantics of the operation; it doesn't mean that targets will emit more
1757 than one instruction to read the series of bytes.
1758
1759 Note that in cases where none of the atomic intrinsics are used, this
1760 model places only one restriction on IR transformations on top of what
1761 is required for single-threaded execution: introducing a store to a byte
1762 which might not otherwise be stored is not allowed in general.
1763 (Specifically, in the case where another thread might write to and read
1764 from an address, introducing a store can change a load that may see
1765 exactly one write into a load that may see multiple writes.)
1766
1767 .. _ordering:
1768
1769 Atomic Memory Ordering Constraints
1770 ----------------------------------
1771
1772 Atomic instructions (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>`,
1773 :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`, :ref:`fence <i_fence>`,
1774 :ref:`atomic load <i_load>`, and :ref:`atomic store <i_store>`) take
1775 ordering parameters that determine which other atomic instructions on
1776 the same address they *synchronize with*. These semantics are borrowed
1777 from Java and C++0x, but are somewhat more colloquial. If these
1778 descriptions aren't precise enough, check those specs (see spec
1779 references in the :doc:`atomics guide <Atomics>`).
1780 :ref:`fence <i_fence>` instructions treat these orderings somewhat
1781 differently since they don't take an address. See that instruction's
1782 documentation for details.
1783
1784 For a simpler introduction to the ordering constraints, see the
1785 :doc:`Atomics`.
1786
1787 ``unordered``
1788     The set of values that can be read is governed by the happens-before
1789     partial order. A value cannot be read unless some operation wrote
1790     it. This is intended to provide a guarantee strong enough to model
1791     Java's non-volatile shared variables. This ordering cannot be
1792     specified for read-modify-write operations; it is not strong enough
1793     to make them atomic in any interesting way.
1794 ``monotonic``
1795     In addition to the guarantees of ``unordered``, there is a single
1796     total order for modifications by ``monotonic`` operations on each
1797     address. All modification orders must be compatible with the
1798     happens-before order. There is no guarantee that the modification
1799     orders can be combined to a global total order for the whole program
1800     (and this often will not be possible). The read in an atomic
1801     read-modify-write operation (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>` and
1802     :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`) reads the value in the modification
1803     order immediately before the value it writes. If one atomic read
1804     happens before another atomic read of the same address, the later
1805     read must see the same value or a later value in the address's
1806     modification order. This disallows reordering of ``monotonic`` (or
1807     stronger) operations on the same address. If an address is written
1808     ``monotonic``-ally by one thread, and other threads ``monotonic``-ally
1809     read that address repeatedly, the other threads must eventually see
1810     the write. This corresponds to the C++0x/C1x
1811     ``memory_order_relaxed``.
1812 ``acquire``
1813     In addition to the guarantees of ``monotonic``, a
1814     *synchronizes-with* edge may be formed with a ``release`` operation.
1815     This is intended to model C++'s ``memory_order_acquire``.
1816 ``release``
1817     In addition to the guarantees of ``monotonic``, if this operation
1818     writes a value which is subsequently read by an ``acquire``
1819     operation, it *synchronizes-with* that operation. (This isn't a
1820     complete description; see the C++0x definition of a release
1821     sequence.) This corresponds to the C++0x/C1x
1822     ``memory_order_release``.
1823 ``acq_rel`` (acquire+release)
1824     Acts as both an ``acquire`` and ``release`` operation on its
1825     address. This corresponds to the C++0x/C1x ``memory_order_acq_rel``.
1826 ``seq_cst`` (sequentially consistent)
1827     In addition to the guarantees of ``acq_rel`` (``acquire`` for an
1828     operation that only reads, ``release`` for an operation that only
1829     writes), there is a global total order on all
1830     sequentially-consistent operations on all addresses, which is
1831     consistent with the *happens-before* partial order and with the
1832     modification orders of all the affected addresses. Each
1833     sequentially-consistent read sees the last preceding write to the
1834     same address in this global order. This corresponds to the C++0x/C1x
1835     ``memory_order_seq_cst`` and Java volatile.
1836
1837 .. _singlethread:
1838
1839 If an atomic operation is marked ``singlethread``, it only *synchronizes
1840 with* or participates in modification and seq\_cst total orderings with
1841 other operations running in the same thread (for example, in signal
1842 handlers).
1843
1844 .. _fastmath:
1845
1846 Fast-Math Flags
1847 ---------------
1848
1849 LLVM IR floating-point binary ops (:ref:`fadd <i_fadd>`,
1850 :ref:`fsub <i_fsub>`, :ref:`fmul <i_fmul>`, :ref:`fdiv <i_fdiv>`,
1851 :ref:`frem <i_frem>`, :ref:`fcmp <i_fcmp>`) have the following flags that can
1852 be set to enable otherwise unsafe floating point operations
1853
1854 ``nnan``
1855    No NaNs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
1856    NaN. Such optimizations are required to retain defined behavior over
1857    NaNs, but the value of the result is undefined.
1858
1859 ``ninf``
1860    No Infs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
1861    +/-Inf. Such optimizations are required to retain defined behavior over
1862    +/-Inf, but the value of the result is undefined.
1863
1864 ``nsz``
1865    No Signed Zeros - Allow optimizations to treat the sign of a zero
1866    argument or result as insignificant.
1867
1868 ``arcp``
1869    Allow Reciprocal - Allow optimizations to use the reciprocal of an
1870    argument rather than perform division.
1871
1872 ``fast``
1873    Fast - Allow algebraically equivalent transformations that may
1874    dramatically change results in floating point (e.g. reassociate). This
1875    flag implies all the others.
1876
1877 .. _uselistorder:
1878
1879 Use-list Order Directives
1880 -------------------------
1881
1882 Use-list directives encode the in-memory order of each use-list, allowing the
1883 order to be recreated. ``<order-indexes>`` is a comma-separated list of
1884 indexes that are assigned to the referenced value's uses. The referenced
1885 value's use-list is immediately sorted by these indexes.
1886
1887 Use-list directives may appear at function scope or global scope. They are not
1888 instructions, and have no effect on the semantics of the IR. When they're at
1889 function scope, they must appear after the terminator of the final basic block.
1890
1891 If basic blocks have their address taken via ``blockaddress()`` expressions,
1892 ``uselistorder_bb`` can be used to reorder their use-lists from outside their
1893 function's scope.
1894
1895 :Syntax:
1896
1897 ::
1898
1899     uselistorder <ty> <value>, { <order-indexes> }
1900     uselistorder_bb @function, %block { <order-indexes> }
1901
1902 :Examples:
1903
1904 ::
1905
1906     define void @foo(i32 %arg1, i32 %arg2) {
1907     entry:
1908       ; ... instructions ...
1909     bb:
1910       ; ... instructions ...
1911
1912       ; At function scope.
1913       uselistorder i32 %arg1, { 1, 0, 2 }
1914       uselistorder label %bb, { 1, 0 }
1915     }
1916
1917     ; At global scope.
1918     uselistorder i32* @global, { 1, 2, 0 }
1919     uselistorder i32 7, { 1, 0 }
1920     uselistorder i32 (i32) @bar, { 1, 0 }
1921     uselistorder_bb @foo, %bb, { 5, 1, 3, 2, 0, 4 }
1922
1923 .. _typesystem:
1924
1925 Type System
1926 ===========
1927
1928 The LLVM type system is one of the most important features of the
1929 intermediate representation. Being typed enables a number of
1930 optimizations to be performed on the intermediate representation
1931 directly, without having to do extra analyses on the side before the
1932 transformation. A strong type system makes it easier to read the
1933 generated code and enables novel analyses and transformations that are
1934 not feasible to perform on normal three address code representations.
1935
1936 .. _t_void:
1937
1938 Void Type
1939 ---------
1940
1941 :Overview:
1942
1943
1944 The void type does not represent any value and has no size.
1945
1946 :Syntax:
1947
1948
1949 ::
1950
1951       void
1952
1953
1954 .. _t_function:
1955
1956 Function Type
1957 -------------
1958
1959 :Overview:
1960
1961
1962 The function type can be thought of as a function signature. It consists of a
1963 return type and a list of formal parameter types. The return type of a function
1964 type is a void type or first class type --- except for :ref:`label <t_label>`
1965 and :ref:`metadata <t_metadata>` types.
1966
1967 :Syntax:
1968
1969 ::
1970
1971       <returntype> (<parameter list>)
1972
1973 ...where '``<parameter list>``' is a comma-separated list of type
1974 specifiers. Optionally, the parameter list may include a type ``...``, which
1975 indicates that the function takes a variable number of arguments. Variable
1976 argument functions can access their arguments with the :ref:`variable argument
1977 handling intrinsic <int_varargs>` functions. '``<returntype>``' is any type
1978 except :ref:`label <t_label>` and :ref:`metadata <t_metadata>`.
1979
1980 :Examples:
1981
1982 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1983 | ``i32 (i32)``                   | function taking an ``i32``, returning an ``i32``                                                                                                                    |
1984 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1985 | ``float (i16, i32 *) *``        | :ref:`Pointer <t_pointer>` to a function that takes an ``i16`` and a :ref:`pointer <t_pointer>` to ``i32``, returning ``float``.                                    |
1986 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1987 | ``i32 (i8*, ...)``              | A vararg function that takes at least one :ref:`pointer <t_pointer>` to ``i8`` (char in C), which returns an integer. This is the signature for ``printf`` in LLVM. |
1988 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1989 | ``{i32, i32} (i32)``            | A function taking an ``i32``, returning a :ref:`structure <t_struct>` containing two ``i32`` values                                                                 |
1990 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1991
1992 .. _t_firstclass:
1993
1994 First Class Types
1995 -----------------
1996
1997 The :ref:`first class <t_firstclass>` types are perhaps the most important.
1998 Values of these types are the only ones which can be produced by
1999 instructions.
2000
2001 .. _t_single_value:
2002
2003 Single Value Types
2004 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2005
2006 These are the types that are valid in registers from CodeGen's perspective.
2007
2008 .. _t_integer:
2009
2010 Integer Type
2011 """"""""""""
2012
2013 :Overview:
2014
2015 The integer type is a very simple type that simply specifies an
2016 arbitrary bit width for the integer type desired. Any bit width from 1
2017 bit to 2\ :sup:`23`\ -1 (about 8 million) can be specified.
2018
2019 :Syntax:
2020
2021 ::
2022
2023       iN
2024
2025 The number of bits the integer will occupy is specified by the ``N``
2026 value.
2027
2028 Examples:
2029 *********
2030
2031 +----------------+------------------------------------------------+
2032 | ``i1``         | a single-bit integer.                          |
2033 +----------------+------------------------------------------------+
2034 | ``i32``        | a 32-bit integer.                              |
2035 +----------------+------------------------------------------------+
2036 | ``i1942652``   | a really big integer of over 1 million bits.   |
2037 +----------------+------------------------------------------------+
2038
2039 .. _t_floating:
2040
2041 Floating Point Types
2042 """"""""""""""""""""
2043
2044 .. list-table::
2045    :header-rows: 1
2046
2047    * - Type
2048      - Description
2049
2050    * - ``half``
2051      - 16-bit floating point value
2052
2053    * - ``float``
2054      - 32-bit floating point value
2055
2056    * - ``double``
2057      - 64-bit floating point value
2058
2059    * - ``fp128``
2060      - 128-bit floating point value (112-bit mantissa)
2061
2062    * - ``x86_fp80``
2063      -  80-bit floating point value (X87)
2064
2065    * - ``ppc_fp128``
2066      - 128-bit floating point value (two 64-bits)
2067
2068 X86_mmx Type
2069 """"""""""""
2070
2071 :Overview:
2072
2073 The x86_mmx type represents a value held in an MMX register on an x86
2074 machine. The operations allowed on it are quite limited: parameters and
2075 return values, load and store, and bitcast. User-specified MMX
2076 instructions are represented as intrinsic or asm calls with arguments
2077 and/or results of this type. There are no arrays, vectors or constants
2078 of this type.
2079
2080 :Syntax:
2081
2082 ::
2083
2084       x86_mmx
2085
2086
2087 .. _t_pointer:
2088
2089 Pointer Type
2090 """"""""""""
2091
2092 :Overview:
2093
2094 The pointer type is used to specify memory locations. Pointers are
2095 commonly used to reference objects in memory.
2096
2097 Pointer types may have an optional address space attribute defining the
2098 numbered address space where the pointed-to object resides. The default
2099 address space is number zero. The semantics of non-zero address spaces
2100 are target-specific.
2101
2102 Note that LLVM does not permit pointers to void (``void*``) nor does it
2103 permit pointers to labels (``label*``). Use ``i8*`` instead.
2104
2105 :Syntax:
2106
2107 ::
2108
2109       <type> *
2110
2111 :Examples:
2112
2113 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2114 | ``[4 x i32]*``          | A :ref:`pointer <t_pointer>` to :ref:`array <t_array>` of four ``i32`` values.                               |
2115 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2116 | ``i32 (i32*) *``        | A :ref:`pointer <t_pointer>` to a :ref:`function <t_function>` that takes an ``i32*``, returning an ``i32``. |
2117 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2118 | ``i32 addrspace(5)*``   | A :ref:`pointer <t_pointer>` to an ``i32`` value that resides in address space #5.                           |
2119 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2120
2121 .. _t_vector:
2122
2123 Vector Type
2124 """""""""""
2125
2126 :Overview:
2127
2128 A vector type is a simple derived type that represents a vector of
2129 elements. Vector types are used when multiple primitive data are
2130 operated in parallel using a single instruction (SIMD). A vector type
2131 requires a size (number of elements) and an underlying primitive data
2132 type. Vector types are considered :ref:`first class <t_firstclass>`.
2133
2134 :Syntax:
2135
2136 ::
2137
2138       < <# elements> x <elementtype> >
2139
2140 The number of elements is a constant integer value larger than 0;
2141 elementtype may be any integer, floating point or pointer type. Vectors
2142 of size zero are not allowed.
2143
2144 :Examples:
2145
2146 +-------------------+--------------------------------------------------+
2147 | ``<4 x i32>``     | Vector of 4 32-bit integer values.               |
2148 +-------------------+--------------------------------------------------+
2149 | ``<8 x float>``   | Vector of 8 32-bit floating-point values.        |
2150 +-------------------+--------------------------------------------------+
2151 | ``<2 x i64>``     | Vector of 2 64-bit integer values.               |
2152 +-------------------+--------------------------------------------------+
2153 | ``<4 x i64*>``    | Vector of 4 pointers to 64-bit integer values.   |
2154 +-------------------+--------------------------------------------------+
2155
2156 .. _t_label:
2157
2158 Label Type
2159 ^^^^^^^^^^
2160
2161 :Overview:
2162
2163 The label type represents code labels.
2164
2165 :Syntax:
2166
2167 ::
2168
2169       label
2170
2171 .. _t_token:
2172
2173 Token Type
2174 ^^^^^^^^^^
2175
2176 :Overview:
2177
2178 The token type is used when a value is associated with an instruction
2179 but all uses of the value must not attempt to introspect or obscure it.
2180 As such, it is not appropriate to have a :ref:`phi <i_phi>` or
2181 :ref:`select <i_select>` of type token.
2182
2183 :Syntax:
2184
2185 ::
2186
2187       token
2188
2189
2190
2191 .. _t_metadata:
2192
2193 Metadata Type
2194 ^^^^^^^^^^^^^
2195
2196 :Overview:
2197
2198 The metadata type represents embedded metadata. No derived types may be
2199 created from metadata except for :ref:`function <t_function>` arguments.
2200
2201 :Syntax:
2202
2203 ::
2204
2205       metadata
2206
2207 .. _t_aggregate:
2208
2209 Aggregate Types
2210 ^^^^^^^^^^^^^^^
2211
2212 Aggregate Types are a subset of derived types that can contain multiple
2213 member types. :ref:`Arrays <t_array>` and :ref:`structs <t_struct>` are
2214 aggregate types. :ref:`Vectors <t_vector>` are not considered to be
2215 aggregate types.
2216
2217 .. _t_array:
2218
2219 Array Type
2220 """"""""""
2221
2222 :Overview:
2223
2224 The array type is a very simple derived type that arranges elements
2225 sequentially in memory. The array type requires a size (number of
2226 elements) and an underlying data type.
2227
2228 :Syntax:
2229
2230 ::
2231
2232       [<# elements> x <elementtype>]
2233
2234 The number of elements is a constant integer value; ``elementtype`` may
2235 be any type with a size.
2236
2237 :Examples:
2238
2239 +------------------+--------------------------------------+
2240 | ``[40 x i32]``   | Array of 40 32-bit integer values.   |
2241 +------------------+--------------------------------------+
2242 | ``[41 x i32]``   | Array of 41 32-bit integer values.   |
2243 +------------------+--------------------------------------+
2244 | ``[4 x i8]``     | Array of 4 8-bit integer values.     |
2245 +------------------+--------------------------------------+
2246
2247 Here are some examples of multidimensional arrays:
2248
2249 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2250 | ``[3 x [4 x i32]]``         | 3x4 array of 32-bit integer values.                      |
2251 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2252 | ``[12 x [10 x float]]``     | 12x10 array of single precision floating point values.   |
2253 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2254 | ``[2 x [3 x [4 x i16]]]``   | 2x3x4 array of 16-bit integer values.                    |
2255 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2256
2257 There is no restriction on indexing beyond the end of the array implied
2258 by a static type (though there are restrictions on indexing beyond the
2259 bounds of an allocated object in some cases). This means that
2260 single-dimension 'variable sized array' addressing can be implemented in
2261 LLVM with a zero length array type. An implementation of 'pascal style
2262 arrays' in LLVM could use the type "``{ i32, [0 x float]}``", for
2263 example.
2264
2265 .. _t_struct:
2266
2267 Structure Type
2268 """"""""""""""
2269
2270 :Overview:
2271
2272 The structure type is used to represent a collection of data members
2273 together in memory. The elements of a structure may be any type that has
2274 a size.
2275
2276 Structures in memory are accessed using '``load``' and '``store``' by
2277 getting a pointer to a field with the '``getelementptr``' instruction.
2278 Structures in registers are accessed using the '``extractvalue``' and
2279 '``insertvalue``' instructions.
2280
2281 Structures may optionally be "packed" structures, which indicate that
2282 the alignment of the struct is one byte, and that there is no padding
2283 between the elements. In non-packed structs, padding between field types
2284 is inserted as defined by the DataLayout string in the module, which is
2285 required to match what the underlying code generator expects.
2286
2287 Structures can either be "literal" or "identified". A literal structure
2288 is defined inline with other types (e.g. ``{i32, i32}*``) whereas
2289 identified types are always defined at the top level with a name.
2290 Literal types are uniqued by their contents and can never be recursive
2291 or opaque since there is no way to write one. Identified types can be
2292 recursive, can be opaqued, and are never uniqued.
2293
2294 :Syntax:
2295
2296 ::
2297
2298       %T1 = type { <type list> }     ; Identified normal struct type
2299       %T2 = type <{ <type list> }>   ; Identified packed struct type
2300
2301 :Examples:
2302
2303 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2304 | ``{ i32, i32, i32 }``        | A triple of three ``i32`` values                                                                                                                                                      |
2305 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2306 | ``{ float, i32 (i32) * }``   | A pair, where the first element is a ``float`` and the second element is a :ref:`pointer <t_pointer>` to a :ref:`function <t_function>` that takes an ``i32``, returning an ``i32``.  |
2307 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2308 | ``<{ i8, i32 }>``            | A packed struct known to be 5 bytes in size.                                                                                                                                          |
2309 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2310
2311 .. _t_opaque:
2312
2313 Opaque Structure Types
2314 """"""""""""""""""""""
2315
2316 :Overview:
2317
2318 Opaque structure types are used to represent named structure types that
2319 do not have a body specified. This corresponds (for example) to the C
2320 notion of a forward declared structure.
2321
2322 :Syntax:
2323
2324 ::
2325
2326       %X = type opaque
2327       %52 = type opaque
2328
2329 :Examples:
2330
2331 +--------------+-------------------+
2332 | ``opaque``   | An opaque type.   |
2333 +--------------+-------------------+
2334
2335 .. _constants:
2336
2337 Constants
2338 =========
2339
2340 LLVM has several different basic types of constants. This section
2341 describes them all and their syntax.
2342
2343 Simple Constants
2344 ----------------
2345
2346 **Boolean constants**
2347     The two strings '``true``' and '``false``' are both valid constants
2348     of the ``i1`` type.
2349 **Integer constants**
2350     Standard integers (such as '4') are constants of the
2351     :ref:`integer <t_integer>` type. Negative numbers may be used with
2352     integer types.
2353 **Floating point constants**
2354     Floating point constants use standard decimal notation (e.g.
2355     123.421), exponential notation (e.g. 1.23421e+2), or a more precise
2356     hexadecimal notation (see below). The assembler requires the exact
2357     decimal value of a floating-point constant. For example, the
2358     assembler accepts 1.25 but rejects 1.3 because 1.3 is a repeating
2359     decimal in binary. Floating point constants must have a :ref:`floating
2360     point <t_floating>` type.
2361 **Null pointer constants**
2362     The identifier '``null``' is recognized as a null pointer constant
2363     and must be of :ref:`pointer type <t_pointer>`.
2364
2365 The one non-intuitive notation for constants is the hexadecimal form of
2366 floating point constants. For example, the form
2367 '``double    0x432ff973cafa8000``' is equivalent to (but harder to read
2368 than) '``double 4.5e+15``'. The only time hexadecimal floating point
2369 constants are required (and the only time that they are generated by the
2370 disassembler) is when a floating point constant must be emitted but it
2371 cannot be represented as a decimal floating point number in a reasonable
2372 number of digits. For example, NaN's, infinities, and other special
2373 values are represented in their IEEE hexadecimal format so that assembly
2374 and disassembly do not cause any bits to change in the constants.
2375
2376 When using the hexadecimal form, constants of types half, float, and
2377 double are represented using the 16-digit form shown above (which
2378 matches the IEEE754 representation for double); half and float values
2379 must, however, be exactly representable as IEEE 754 half and single
2380 precision, respectively. Hexadecimal format is always used for long
2381 double, and there are three forms of long double. The 80-bit format used
2382 by x86 is represented as ``0xK`` followed by 20 hexadecimal digits. The
2383 128-bit format used by PowerPC (two adjacent doubles) is represented by
2384 ``0xM`` followed by 32 hexadecimal digits. The IEEE 128-bit format is
2385 represented by ``0xL`` followed by 32 hexadecimal digits. Long doubles
2386 will only work if they match the long double format on your target.
2387 The IEEE 16-bit format (half precision) is represented by ``0xH``
2388 followed by 4 hexadecimal digits. All hexadecimal formats are big-endian
2389 (sign bit at the left).
2390
2391 There are no constants of type x86_mmx.
2392
2393 .. _complexconstants:
2394
2395 Complex Constants
2396 -----------------
2397
2398 Complex constants are a (potentially recursive) combination of simple
2399 constants and smaller complex constants.
2400
2401 **Structure constants**
2402     Structure constants are represented with notation similar to
2403     structure type definitions (a comma separated list of elements,
2404     surrounded by braces (``{}``)). For example:
2405     "``{ i32 4, float 17.0, i32* @G }``", where "``@G``" is declared as
2406     "``@G = external global i32``". Structure constants must have
2407     :ref:`structure type <t_struct>`, and the number and types of elements
2408     must match those specified by the type.
2409 **Array constants**
2410     Array constants are represented with notation similar to array type
2411     definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
2412     square brackets (``[]``)). For example:
2413     "``[ i32 42, i32 11, i32 74 ]``". Array constants must have
2414     :ref:`array type <t_array>`, and the number and types of elements must
2415     match those specified by the type. As a special case, character array
2416     constants may also be represented as a double-quoted string using the ``c``
2417     prefix. For example: "``c"Hello World\0A\00"``".
2418 **Vector constants**
2419     Vector constants are represented with notation similar to vector
2420     type definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
2421     less-than/greater-than's (``<>``)). For example:
2422     "``< i32 42, i32 11, i32 74, i32 100 >``". Vector constants
2423     must have :ref:`vector type <t_vector>`, and the number and types of
2424     elements must match those specified by the type.
2425 **Zero initialization**
2426     The string '``zeroinitializer``' can be used to zero initialize a
2427     value to zero of *any* type, including scalar and
2428     :ref:`aggregate <t_aggregate>` types. This is often used to avoid
2429     having to print large zero initializers (e.g. for large arrays) and
2430     is always exactly equivalent to using explicit zero initializers.
2431 **Metadata node**
2432     A metadata node is a constant tuple without types. For example:
2433     "``!{!0, !{!2, !0}, !"test"}``". Metadata can reference constant values,
2434     for example: "``!{!0, i32 0, i8* @global, i64 (i64)* @function, !"str"}``".
2435     Unlike other typed constants that are meant to be interpreted as part of
2436     the instruction stream, metadata is a place to attach additional
2437     information such as debug info.
2438
2439 Global Variable and Function Addresses
2440 --------------------------------------
2441
2442 The addresses of :ref:`global variables <globalvars>` and
2443 :ref:`functions <functionstructure>` are always implicitly valid
2444 (link-time) constants. These constants are explicitly referenced when
2445 the :ref:`identifier for the global <identifiers>` is used and always have
2446 :ref:`pointer <t_pointer>` type. For example, the following is a legal LLVM
2447 file:
2448
2449 .. code-block:: llvm
2450
2451     @X = global i32 17
2452     @Y = global i32 42
2453     @Z = global [2 x i32*] [ i32* @X, i32* @Y ]
2454
2455 .. _undefvalues:
2456
2457 Undefined Values
2458 ----------------
2459
2460 The string '``undef``' can be used anywhere a constant is expected, and
2461 indicates that the user of the value may receive an unspecified
2462 bit-pattern. Undefined values may be of any type (other than '``label``'
2463 or '``void``') and be used anywhere a constant is permitted.
2464
2465 Undefined values are useful because they indicate to the compiler that
2466 the program is well defined no matter what value is used. This gives the
2467 compiler more freedom to optimize. Here are some examples of
2468 (potentially surprising) transformations that are valid (in pseudo IR):
2469
2470 .. code-block:: llvm
2471
2472       %A = add %X, undef
2473       %B = sub %X, undef
2474       %C = xor %X, undef
2475     Safe:
2476       %A = undef
2477       %B = undef
2478       %C = undef
2479
2480 This is safe because all of the output bits are affected by the undef
2481 bits. Any output bit can have a zero or one depending on the input bits.
2482
2483 .. code-block:: llvm
2484
2485       %A = or %X, undef
2486       %B = and %X, undef
2487     Safe:
2488       %A = -1
2489       %B = 0
2490     Unsafe:
2491       %A = undef
2492       %B = undef
2493
2494 These logical operations have bits that are not always affected by the
2495 input. For example, if ``%X`` has a zero bit, then the output of the
2496 '``and``' operation will always be a zero for that bit, no matter what
2497 the corresponding bit from the '``undef``' is. As such, it is unsafe to
2498 optimize or assume that the result of the '``and``' is '``undef``'.
2499 However, it is safe to assume that all bits of the '``undef``' could be
2500 0, and optimize the '``and``' to 0. Likewise, it is safe to assume that
2501 all the bits of the '``undef``' operand to the '``or``' could be set,
2502 allowing the '``or``' to be folded to -1.
2503
2504 .. code-block:: llvm
2505
2506       %A = select undef, %X, %Y
2507       %B = select undef, 42, %Y
2508       %C = select %X, %Y, undef
2509     Safe:
2510       %A = %X     (or %Y)
2511       %B = 42     (or %Y)
2512       %C = %Y
2513     Unsafe:
2514       %A = undef
2515       %B = undef
2516       %C = undef
2517
2518 This set of examples shows that undefined '``select``' (and conditional
2519 branch) conditions can go *either way*, but they have to come from one
2520 of the two operands. In the ``%A`` example, if ``%X`` and ``%Y`` were
2521 both known to have a clear low bit, then ``%A`` would have to have a
2522 cleared low bit. However, in the ``%C`` example, the optimizer is
2523 allowed to assume that the '``undef``' operand could be the same as
2524 ``%Y``, allowing the whole '``select``' to be eliminated.
2525
2526 .. code-block:: llvm
2527
2528       %A = xor undef, undef
2529
2530       %B = undef
2531       %C = xor %B, %B
2532
2533       %D = undef
2534       %E = icmp slt %D, 4
2535       %F = icmp gte %D, 4
2536
2537     Safe:
2538       %A = undef
2539       %B = undef
2540       %C = undef
2541       %D = undef
2542       %E = undef
2543       %F = undef
2544
2545 This example points out that two '``undef``' operands are not
2546 necessarily the same. This can be surprising to people (and also matches
2547 C semantics) where they assume that "``X^X``" is always zero, even if
2548 ``X`` is undefined. This isn't true for a number of reasons, but the
2549 short answer is that an '``undef``' "variable" can arbitrarily change
2550 its value over its "live range". This is true because the variable
2551 doesn't actually *have a live range*. Instead, the value is logically
2552 read from arbitrary registers that happen to be around when needed, so
2553 the value is not necessarily consistent over time. In fact, ``%A`` and
2554 ``%C`` need to have the same semantics or the core LLVM "replace all
2555 uses with" concept would not hold.
2556
2557 .. code-block:: llvm
2558
2559       %A = fdiv undef, %X
2560       %B = fdiv %X, undef
2561     Safe:
2562       %A = undef
2563     b: unreachable
2564
2565 These examples show the crucial difference between an *undefined value*
2566 and *undefined behavior*. An undefined value (like '``undef``') is
2567 allowed to have an arbitrary bit-pattern. This means that the ``%A``
2568 operation can be constant folded to '``undef``', because the '``undef``'
2569 could be an SNaN, and ``fdiv`` is not (currently) defined on SNaN's.
2570 However, in the second example, we can make a more aggressive
2571 assumption: because the ``undef`` is allowed to be an arbitrary value,
2572 we are allowed to assume that it could be zero. Since a divide by zero
2573 has *undefined behavior*, we are allowed to assume that the operation
2574 does not execute at all. This allows us to delete the divide and all
2575 code after it. Because the undefined operation "can't happen", the
2576 optimizer can assume that it occurs in dead code.
2577
2578 .. code-block:: llvm
2579
2580     a:  store undef -> %X
2581     b:  store %X -> undef
2582     Safe:
2583     a: <deleted>
2584     b: unreachable
2585
2586 These examples reiterate the ``fdiv`` example: a store *of* an undefined
2587 value can be assumed to not have any effect; we can assume that the
2588 value is overwritten with bits that happen to match what was already
2589 there. However, a store *to* an undefined location could clobber
2590 arbitrary memory, therefore, it has undefined behavior.
2591
2592 .. _poisonvalues:
2593
2594 Poison Values
2595 -------------
2596
2597 Poison values are similar to :ref:`undef values <undefvalues>`, however
2598 they also represent the fact that an instruction or constant expression
2599 that cannot evoke side effects has nevertheless detected a condition
2600 that results in undefined behavior.
2601
2602 There is currently no way of representing a poison value in the IR; they
2603 only exist when produced by operations such as :ref:`add <i_add>` with
2604 the ``nsw`` flag.
2605
2606 Poison value behavior is defined in terms of value *dependence*:
2607
2608 -  Values other than :ref:`phi <i_phi>` nodes depend on their operands.
2609 -  :ref:`Phi <i_phi>` nodes depend on the operand corresponding to
2610    their dynamic predecessor basic block.
2611 -  Function arguments depend on the corresponding actual argument values
2612    in the dynamic callers of their functions.
2613 -  :ref:`Call <i_call>` instructions depend on the :ref:`ret <i_ret>`
2614    instructions that dynamically transfer control back to them.
2615 -  :ref:`Invoke <i_invoke>` instructions depend on the
2616    :ref:`ret <i_ret>`, :ref:`resume <i_resume>`, or exception-throwing
2617    call instructions that dynamically transfer control back to them.
2618 -  Non-volatile loads and stores depend on the most recent stores to all
2619    of the referenced memory addresses, following the order in the IR
2620    (including loads and stores implied by intrinsics such as
2621    :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`.)
2622 -  An instruction with externally visible side effects depends on the
2623    most recent preceding instruction with externally visible side
2624    effects, following the order in the IR. (This includes :ref:`volatile
2625    operations <volatile>`.)
2626 -  An instruction *control-depends* on a :ref:`terminator
2627    instruction <terminators>` if the terminator instruction has
2628    multiple successors and the instruction is always executed when
2629    control transfers to one of the successors, and may not be executed
2630    when control is transferred to another.
2631 -  Additionally, an instruction also *control-depends* on a terminator
2632    instruction if the set of instructions it otherwise depends on would
2633    be different if the terminator had transferred control to a different
2634    successor.
2635 -  Dependence is transitive.
2636
2637 Poison values have the same behavior as :ref:`undef values <undefvalues>`,
2638 with the additional effect that any instruction that has a *dependence*
2639 on a poison value has undefined behavior.
2640
2641 Here are some examples:
2642
2643 .. code-block:: llvm
2644
2645     entry:
2646       %poison = sub nuw i32 0, 1           ; Results in a poison value.
2647       %still_poison = and i32 %poison, 0   ; 0, but also poison.
2648       %poison_yet_again = getelementptr i32, i32* @h, i32 %still_poison
2649       store i32 0, i32* %poison_yet_again  ; memory at @h[0] is poisoned
2650
2651       store i32 %poison, i32* @g           ; Poison value stored to memory.
2652       %poison2 = load i32, i32* @g         ; Poison value loaded back from memory.
2653
2654       store volatile i32 %poison, i32* @g  ; External observation; undefined behavior.
2655
2656       %narrowaddr = bitcast i32* @g to i16*
2657       %wideaddr = bitcast i32* @g to i64*
2658       %poison3 = load i16, i16* %narrowaddr ; Returns a poison value.
2659       %poison4 = load i64, i64* %wideaddr  ; Returns a poison value.
2660
2661       %cmp = icmp slt i32 %poison, 0       ; Returns a poison value.
2662       br i1 %cmp, label %true, label %end  ; Branch to either destination.
2663
2664     true:
2665       store volatile i32 0, i32* @g        ; This is control-dependent on %cmp, so
2666                                            ; it has undefined behavior.
2667       br label %end
2668
2669     end:
2670       %p = phi i32 [ 0, %entry ], [ 1, %true ]
2671                                            ; Both edges into this PHI are
2672                                            ; control-dependent on %cmp, so this
2673                                            ; always results in a poison value.
2674
2675       store volatile i32 0, i32* @g        ; This would depend on the store in %true
2676                                            ; if %cmp is true, or the store in %entry
2677                                            ; otherwise, so this is undefined behavior.
2678
2679       br i1 %cmp, label %second_true, label %second_end
2680                                            ; The same branch again, but this time the
2681                                            ; true block doesn't have side effects.
2682
2683     second_true:
2684       ; No side effects!
2685       ret void
2686
2687     second_end:
2688       store volatile i32 0, i32* @g        ; This time, the instruction always depends
2689                                            ; on the store in %end. Also, it is
2690                                            ; control-equivalent to %end, so this is
2691                                            ; well-defined (ignoring earlier undefined
2692                                            ; behavior in this example).
2693
2694 .. _blockaddress:
2695
2696 Addresses of Basic Blocks
2697 -------------------------
2698
2699 ``blockaddress(@function, %block)``
2700
2701 The '``blockaddress``' constant computes the address of the specified
2702 basic block in the specified function, and always has an ``i8*`` type.
2703 Taking the address of the entry block is illegal.
2704
2705 This value only has defined behavior when used as an operand to the
2706 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`' instruction, or for comparisons
2707 against null. Pointer equality tests between labels addresses results in
2708 undefined behavior --- though, again, comparison against null is ok, and
2709 no label is equal to the null pointer. This may be passed around as an
2710 opaque pointer sized value as long as the bits are not inspected. This
2711 allows ``ptrtoint`` and arithmetic to be performed on these values so
2712 long as the original value is reconstituted before the ``indirectbr``
2713 instruction.
2714
2715 Finally, some targets may provide defined semantics when using the value
2716 as the operand to an inline assembly, but that is target specific.
2717
2718 .. _constantexprs:
2719
2720 Constant Expressions
2721 --------------------
2722
2723 Constant expressions are used to allow expressions involving other
2724 constants to be used as constants. Constant expressions may be of any
2725 :ref:`first class <t_firstclass>` type and may involve any LLVM operation
2726 that does not have side effects (e.g. load and call are not supported).
2727 The following is the syntax for constant expressions:
2728
2729 ``trunc (CST to TYPE)``
2730     Truncate a constant to another type. The bit size of CST must be
2731     larger than the bit size of TYPE. Both types must be integers.
2732 ``zext (CST to TYPE)``
2733     Zero extend a constant to another type. The bit size of CST must be
2734     smaller than the bit size of TYPE. Both types must be integers.
2735 ``sext (CST to TYPE)``
2736     Sign extend a constant to another type. The bit size of CST must be
2737     smaller than the bit size of TYPE. Both types must be integers.
2738 ``fptrunc (CST to TYPE)``
2739     Truncate a floating point constant to another floating point type.
2740     The size of CST must be larger than the size of TYPE. Both types
2741     must be floating point.
2742 ``fpext (CST to TYPE)``
2743     Floating point extend a constant to another type. The size of CST
2744     must be smaller or equal to the size of TYPE. Both types must be
2745     floating point.
2746 ``fptoui (CST to TYPE)``
2747     Convert a floating point constant to the corresponding unsigned
2748     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
2749     must be of scalar or vector floating point type. Both CST and TYPE
2750     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
2751     value won't fit in the integer type, the results are undefined.
2752 ``fptosi (CST to TYPE)``
2753     Convert a floating point constant to the corresponding signed
2754     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
2755     must be of scalar or vector floating point type. Both CST and TYPE
2756     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
2757     value won't fit in the integer type, the results are undefined.
2758 ``uitofp (CST to TYPE)``
2759     Convert an unsigned integer constant to the corresponding floating
2760     point constant. TYPE must be a scalar or vector floating point type.
2761     CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
2762     be scalars, or vectors of the same number of elements. If the value
2763     won't fit in the floating point type, the results are undefined.
2764 ``sitofp (CST to TYPE)``
2765     Convert a signed integer constant to the corresponding floating
2766     point constant. TYPE must be a scalar or vector floating point type.
2767     CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
2768     be scalars, or vectors of the same number of elements. If the value
2769     won't fit in the floating point type, the results are undefined.
2770 ``ptrtoint (CST to TYPE)``
2771     Convert a pointer typed constant to the corresponding integer
2772     constant. ``TYPE`` must be an integer type. ``CST`` must be of
2773     pointer type. The ``CST`` value is zero extended, truncated, or
2774     unchanged to make it fit in ``TYPE``.
2775 ``inttoptr (CST to TYPE)``
2776     Convert an integer constant to a pointer constant. TYPE must be a
2777     pointer type. CST must be of integer type. The CST value is zero
2778     extended, truncated, or unchanged to make it fit in a pointer size.
2779     This one is *really* dangerous!
2780 ``bitcast (CST to TYPE)``
2781     Convert a constant, CST, to another TYPE. The constraints of the
2782     operands are the same as those for the :ref:`bitcast
2783     instruction <i_bitcast>`.
2784 ``addrspacecast (CST to TYPE)``
2785     Convert a constant pointer or constant vector of pointer, CST, to another
2786     TYPE in a different address space. The constraints of the operands are the
2787     same as those for the :ref:`addrspacecast instruction <i_addrspacecast>`.
2788 ``getelementptr (TY, CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``, ``getelementptr inbounds (TY, CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``
2789     Perform the :ref:`getelementptr operation <i_getelementptr>` on
2790     constants. As with the :ref:`getelementptr <i_getelementptr>`
2791     instruction, the index list may have zero or more indexes, which are
2792     required to make sense for the type of "pointer to TY".
2793 ``select (COND, VAL1, VAL2)``
2794     Perform the :ref:`select operation <i_select>` on constants.
2795 ``icmp COND (VAL1, VAL2)``
2796     Performs the :ref:`icmp operation <i_icmp>` on constants.
2797 ``fcmp COND (VAL1, VAL2)``
2798     Performs the :ref:`fcmp operation <i_fcmp>` on constants.
2799 ``extractelement (VAL, IDX)``
2800     Perform the :ref:`extractelement operation <i_extractelement>` on
2801     constants.
2802 ``insertelement (VAL, ELT, IDX)``
2803     Perform the :ref:`insertelement operation <i_insertelement>` on
2804     constants.
2805 ``shufflevector (VEC1, VEC2, IDXMASK)``
2806     Perform the :ref:`shufflevector operation <i_shufflevector>` on
2807     constants.
2808 ``extractvalue (VAL, IDX0, IDX1, ...)``
2809     Perform the :ref:`extractvalue operation <i_extractvalue>` on
2810     constants. The index list is interpreted in a similar manner as
2811     indices in a ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At
2812     least one index value must be specified.
2813 ``insertvalue (VAL, ELT, IDX0, IDX1, ...)``
2814     Perform the :ref:`insertvalue operation <i_insertvalue>` on constants.
2815     The index list is interpreted in a similar manner as indices in a
2816     ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At least one index
2817     value must be specified.
2818 ``OPCODE (LHS, RHS)``
2819     Perform the specified operation of the LHS and RHS constants. OPCODE
2820     may be any of the :ref:`binary <binaryops>` or :ref:`bitwise
2821     binary <bitwiseops>` operations. The constraints on operands are
2822     the same as those for the corresponding instruction (e.g. no bitwise
2823     operations on floating point values are allowed).
2824
2825 Other Values
2826 ============
2827
2828 .. _inlineasmexprs:
2829
2830 Inline Assembler Expressions
2831 ----------------------------
2832
2833 LLVM supports inline assembler expressions (as opposed to :ref:`Module-Level
2834 Inline Assembly <moduleasm>`) through the use of a special value. This value
2835 represents the inline assembler as a template string (containing the
2836 instructions to emit), a list of operand constraints (stored as a string), a
2837 flag that indicates whether or not the inline asm expression has side effects,
2838 and a flag indicating whether the function containing the asm needs to align its
2839 stack conservatively.
2840
2841 The template string supports argument substitution of the operands using "``$``"
2842 followed by a number, to indicate substitution of the given register/memory
2843 location, as specified by the constraint string. "``${NUM:MODIFIER}``" may also
2844 be used, where ``MODIFIER`` is a target-specific annotation for how to print the
2845 operand (See :ref:`inline-asm-modifiers`).
2846
2847 A literal "``$``" may be included by using "``$$``" in the template. To include
2848 other special characters into the output, the usual "``\XX``" escapes may be
2849 used, just as in other strings. Note that after template substitution, the
2850 resulting assembly string is parsed by LLVM's integrated assembler unless it is
2851 disabled -- even when emitting a ``.s`` file -- and thus must contain assembly
2852 syntax known to LLVM.
2853
2854 LLVM's support for inline asm is modeled closely on the requirements of Clang's
2855 GCC-compatible inline-asm support. Thus, the feature-set and the constraint and
2856 modifier codes listed here are similar or identical to those in GCC's inline asm
2857 support. However, to be clear, the syntax of the template and constraint strings
2858 described here is *not* the same as the syntax accepted by GCC and Clang, and,
2859 while most constraint letters are passed through as-is by Clang, some get
2860 translated to other codes when converting from the C source to the LLVM
2861 assembly.
2862
2863 An example inline assembler expression is:
2864
2865 .. code-block:: llvm
2866
2867     i32 (i32) asm "bswap $0", "=r,r"
2868
2869 Inline assembler expressions may **only** be used as the callee operand
2870 of a :ref:`call <i_call>` or an :ref:`invoke <i_invoke>` instruction.
2871 Thus, typically we have:
2872
2873 .. code-block:: llvm
2874
2875     %X = call i32 asm "bswap $0", "=r,r"(i32 %Y)
2876
2877 Inline asms with side effects not visible in the constraint list must be
2878 marked as having side effects. This is done through the use of the
2879 '``sideeffect``' keyword, like so:
2880
2881 .. code-block:: llvm
2882
2883     call void asm sideeffect "eieio", ""()
2884
2885 In some cases inline asms will contain code that will not work unless
2886 the stack is aligned in some way, such as calls or SSE instructions on
2887 x86, yet will not contain code that does that alignment within the asm.
2888 The compiler should make conservative assumptions about what the asm
2889 might contain and should generate its usual stack alignment code in the
2890 prologue if the '``alignstack``' keyword is present:
2891
2892 .. code-block:: llvm
2893
2894     call void asm alignstack "eieio", ""()
2895
2896 Inline asms also support using non-standard assembly dialects. The
2897 assumed dialect is ATT. When the '``inteldialect``' keyword is present,
2898 the inline asm is using the Intel dialect. Currently, ATT and Intel are
2899 the only supported dialects. An example is:
2900
2901 .. code-block:: llvm
2902
2903     call void asm inteldialect "eieio", ""()
2904
2905 If multiple keywords appear the '``sideeffect``' keyword must come
2906 first, the '``alignstack``' keyword second and the '``inteldialect``'
2907 keyword last.
2908
2909 Inline Asm Constraint String
2910 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2911
2912 The constraint list is a comma-separated string, each element containing one or
2913 more constraint codes.
2914
2915 For each element in the constraint list an appropriate register or memory
2916 operand will be chosen, and it will be made available to assembly template
2917 string expansion as ``$0`` for the first constraint in the list, ``$1`` for the
2918 second, etc.
2919
2920 There are three different types of constraints, which are distinguished by a
2921 prefix symbol in front of the constraint code: Output, Input, and Clobber. The
2922 constraints must always be given in that order: outputs first, then inputs, then
2923 clobbers. They cannot be intermingled.
2924
2925 There are also three different categories of constraint codes:
2926
2927 - Register constraint. This is either a register class, or a fixed physical
2928   register. This kind of constraint will allocate a register, and if necessary,
2929   bitcast the argument or result to the appropriate type.
2930 - Memory constraint. This kind of constraint is for use with an instruction
2931   taking a memory operand. Different constraints allow for different addressing
2932   modes used by the target.
2933 - Immediate value constraint. This kind of constraint is for an integer or other
2934   immediate value which can be rendered directly into an instruction. The
2935   various target-specific constraints allow the selection of a value in the
2936   proper range for the instruction you wish to use it with.
2937
2938 Output constraints
2939 """"""""""""""""""
2940
2941 Output constraints are specified by an "``=``" prefix (e.g. "``=r``"). This
2942 indicates that the assembly will write to this operand, and the operand will
2943 then be made available as a return value of the ``asm`` expression. Output
2944 constraints do not consume an argument from the call instruction. (Except, see
2945 below about indirect outputs).
2946
2947 Normally, it is expected that no output locations are written to by the assembly
2948 expression until *all* of the inputs have been read. As such, LLVM may assign
2949 the same register to an output and an input. If this is not safe (e.g. if the
2950 assembly contains two instructions, where the first writes to one output, and
2951 the second reads an input and writes to a second output), then the "``&``"
2952 modifier must be used (e.g. "``=&r``") to specify that the output is an
2953 "early-clobber" output. Marking an ouput as "early-clobber" ensures that LLVM
2954 will not use the same register for any inputs (other than an input tied to this
2955 output).
2956
2957 Input constraints
2958 """""""""""""""""
2959
2960 Input constraints do not have a prefix -- just the constraint codes. Each input
2961 constraint will consume one argument from the call instruction. It is not
2962 permitted for the asm to write to any input register or memory location (unless
2963 that input is tied to an output). Note also that multiple inputs may all be
2964 assigned to the same register, if LLVM can determine that they necessarily all
2965 contain the same value.
2966
2967 Instead of providing a Constraint Code, input constraints may also "tie"
2968 themselves to an output constraint, by providing an integer as the constraint
2969 string. Tied inputs still consume an argument from the call instruction, and
2970 take up a position in the asm template numbering as is usual -- they will simply
2971 be constrained to always use the same register as the output they've been tied
2972 to. For example, a constraint string of "``=r,0``" says to assign a register for
2973 output, and use that register as an input as well (it being the 0'th
2974 constraint).
2975
2976 It is permitted to tie an input to an "early-clobber" output. In that case, no
2977 *other* input may share the same register as the input tied to the early-clobber
2978 (even when the other input has the same value).
2979
2980 You may only tie an input to an output which has a register constraint, not a
2981 memory constraint. Only a single input may be tied to an output.
2982
2983 There is also an "interesting" feature which deserves a bit of explanation: if a
2984 register class constraint allocates a register which is too small for the value
2985 type operand provided as input, the input value will be split into multiple
2986 registers, and all of them passed to the inline asm.
2987
2988 However, this feature is often not as useful as you might think.
2989
2990 Firstly, the registers are *not* guaranteed to be consecutive. So, on those
2991 architectures that have instructions which operate on multiple consecutive
2992 instructions, this is not an appropriate way to support them. (e.g. the 32-bit
2993 SparcV8 has a 64-bit load, which instruction takes a single 32-bit register. The
2994 hardware then loads into both the named register, and the next register. This
2995 feature of inline asm would not be useful to support that.)
2996
2997 A few of the targets provide a template string modifier allowing explicit access
2998 to the second register of a two-register operand (e.g. MIPS ``L``, ``M``, and
2999 ``D``). On such an architecture, you can actually access the second allocated
3000 register (yet, still, not any subsequent ones). But, in that case, you're still
3001 probably better off simply splitting the value into two separate operands, for
3002 clarity. (e.g. see the description of the ``A`` constraint on X86, which,
3003 despite existing only for use with this feature, is not really a good idea to
3004 use)
3005
3006 Indirect inputs and outputs
3007 """""""""""""""""""""""""""
3008
3009 Indirect output or input constraints can be specified by the "``*``" modifier
3010 (which goes after the "``=``" in case of an output). This indicates that the asm
3011 will write to or read from the contents of an *address* provided as an input
3012 argument. (Note that in this way, indirect outputs act more like an *input* than
3013 an output: just like an input, they consume an argument of the call expression,
3014 rather than producing a return value. An indirect output constraint is an
3015 "output" only in that the asm is expected to write to the contents of the input
3016 memory location, instead of just read from it).
3017
3018 This is most typically used for memory constraint, e.g. "``=*m``", to pass the
3019 address of a variable as a value.
3020
3021 It is also possible to use an indirect *register* constraint, but only on output
3022 (e.g. "``=*r``"). This will cause LLVM to allocate a register for an output
3023 value normally, and then, separately emit a store to the address provided as
3024 input, after the provided inline asm. (It's not clear what value this
3025 functionality provides, compared to writing the store explicitly after the asm
3026 statement, and it can only produce worse code, since it bypasses many
3027 optimization passes. I would recommend not using it.)
3028
3029
3030 Clobber constraints
3031 """""""""""""""""""
3032
3033 A clobber constraint is indicated by a "``~``" prefix. A clobber does not
3034 consume an input operand, nor generate an output. Clobbers cannot use any of the
3035 general constraint code letters -- they may use only explicit register
3036 constraints, e.g. "``~{eax}``". The one exception is that a clobber string of
3037 "``~{memory}``" indicates that the assembly writes to arbitrary undeclared
3038 memory locations -- not only the memory pointed to by a declared indirect
3039 output.
3040
3041
3042 Constraint Codes
3043 """"""""""""""""
3044 After a potential prefix comes constraint code, or codes.
3045
3046 A Constraint Code is either a single letter (e.g. "``r``"), a "``^``" character
3047 followed by two letters (e.g. "``^wc``"), or "``{``" register-name "``}``"
3048 (e.g. "``{eax}``").
3049
3050 The one and two letter constraint codes are typically chosen to be the same as
3051 GCC's constraint codes.
3052
3053 A single constraint may include one or more than constraint code in it, leaving
3054 it up to LLVM to choose which one to use. This is included mainly for
3055 compatibility with the translation of GCC inline asm coming from clang.
3056
3057 There are two ways to specify alternatives, and either or both may be used in an
3058 inline asm constraint list:
3059
3060 1) Append the codes to each other, making a constraint code set. E.g. "``im``"
3061    or "``{eax}m``". This means "choose any of the options in the set". The
3062    choice of constraint is made independently for each constraint in the
3063    constraint list.
3064
3065 2) Use "``|``" between constraint code sets, creating alternatives. Every
3066    constraint in the constraint list must have the same number of alternative
3067    sets. With this syntax, the same alternative in *all* of the items in the
3068    constraint list will be chosen together.
3069
3070 Putting those together, you might have a two operand constraint string like
3071 ``"rm|r,ri|rm"``. This indicates that if operand 0 is ``r`` or ``m``, then
3072 operand 1 may be one of ``r`` or ``i``. If operand 0 is ``r``, then operand 1
3073 may be one of ``r`` or ``m``. But, operand 0 and 1 cannot both be of type m.
3074
3075 However, the use of either of the alternatives features is *NOT* recommended, as
3076 LLVM is not able to make an intelligent choice about which one to use. (At the
3077 point it currently needs to choose, not enough information is available to do so
3078 in a smart way.) Thus, it simply tries to make a choice that's most likely to
3079 compile, not one that will be optimal performance. (e.g., given "``rm``", it'll
3080 always choose to use memory, not registers). And, if given multiple registers,
3081 or multiple register classes, it will simply choose the first one. (In fact, it
3082 doesn't currently even ensure explicitly specified physical registers are
3083 unique, so specifying multiple physical registers as alternatives, like
3084 ``{r11}{r12},{r11}{r12}``, will assign r11 to both operands, not at all what was
3085 intended.)
3086
3087 Supported Constraint Code List
3088 """"""""""""""""""""""""""""""
3089
3090 The constraint codes are, in general, expected to behave the same way they do in
3091 GCC. LLVM's support is often implemented on an 'as-needed' basis, to support C
3092 inline asm code which was supported by GCC. A mismatch in behavior between LLVM
3093 and GCC likely indicates a bug in LLVM.
3094
3095 Some constraint codes are typically supported by all targets:
3096
3097 - ``r``: A register in the target's general purpose register class.
3098 - ``m``: A memory address operand. It is target-specific what addressing modes
3099   are supported, typical examples are register, or register + register offset,
3100   or register + immediate offset (of some target-specific size).
3101 - ``i``: An integer constant (of target-specific width). Allows either a simple
3102   immediate, or a relocatable value.
3103 - ``n``: An integer constant -- *not* including relocatable values.
3104 - ``s``: An integer constant, but allowing *only* relocatable values.
3105 - ``X``: Allows an operand of any kind, no constraint whatsoever. Typically
3106   useful to pass a label for an asm branch or call.
3107
3108   .. FIXME: but that surely isn't actually okay to jump out of an asm
3109      block without telling llvm about the control transfer???)
3110
3111 - ``{register-name}``: Requires exactly the named physical register.
3112
3113 Other constraints are target-specific:
3114
3115 AArch64:
3116
3117 - ``z``: An immediate integer 0. Outputs ``WZR`` or ``XZR``, as appropriate.
3118 - ``I``: An immediate integer valid for an ``ADD`` or ``SUB`` instruction,
3119   i.e. 0 to 4095 with optional shift by 12.
3120 - ``J``: An immediate integer that, when negated, is valid for an ``ADD`` or
3121   ``SUB`` instruction, i.e. -1 to -4095 with optional left shift by 12.
3122 - ``K``: An immediate integer that is valid for the 'bitmask immediate 32' of a
3123   logical instruction like ``AND``, ``EOR``, or ``ORR`` with a 32-bit register.
3124 - ``L``: An immediate integer that is valid for the 'bitmask immediate 64' of a
3125   logical instruction like ``AND``, ``EOR``, or ``ORR`` with a 64-bit register.
3126 - ``M``: An immediate integer for use with the ``MOV`` assembly alias on a
3127   32-bit register. This is a superset of ``K``: in addition to the bitmask
3128   immediate, also allows immediate integers which can be loaded with a single
3129   ``MOVZ`` or ``MOVL`` instruction.
3130 - ``N``: An immediate integer for use with the ``MOV`` assembly alias on a
3131   64-bit register. This is a superset of ``L``.
3132 - ``Q``: Memory address operand must be in a single register (no
3133   offsets). (However, LLVM currently does this for the ``m`` constraint as
3134   well.)
3135 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register (W* or X*).
3136 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register.
3137 - ``x``: A lower 128-bit floating-point/SIMD register (``V0`` to ``V15``).
3138
3139 AMDGPU:
3140
3141 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register.
3142 - ``[0-9]v``: The 32-bit VGPR register, number 0-9.
3143 - ``[0-9]s``: The 32-bit SGPR register, number 0-9.
3144
3145
3146 All ARM modes:
3147
3148 - ``Q``, ``Um``, ``Un``, ``Uq``, ``Us``, ``Ut``, ``Uv``, ``Uy``: Memory address
3149   operand. Treated the same as operand ``m``, at the moment.
3150
3151 ARM and ARM's Thumb2 mode:
3152
3153 - ``j``: An immediate integer between 0 and 65535 (valid for ``MOVW``)
3154 - ``I``: An immediate integer valid for a data-processing instruction.
3155 - ``J``: An immediate integer between -4095 and 4095.
3156 - ``K``: An immediate integer whose bitwise inverse is valid for a
3157   data-processing instruction. (Can be used with template modifier "``B``" to
3158   print the inverted value).
3159 - ``L``: An immediate integer whose negation is valid for a data-processing
3160   instruction. (Can be used with template modifier "``n``" to print the negated
3161   value).
3162 - ``M``: A power of two or a integer between 0 and 32.
3163 - ``N``: Invalid immediate constraint.
3164 - ``O``: Invalid immediate constraint.
3165 - ``r``: A general-purpose 32-bit integer register (``r0-r15``).
3166 - ``l``: In Thumb2 mode, low 32-bit GPR registers (``r0-r7``). In ARM mode, same
3167   as ``r``.
3168 - ``h``: In Thumb2 mode, a high 32-bit GPR register (``r8-r15``). In ARM mode,
3169   invalid.
3170 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s31``,
3171   ``d0-d31``, or ``q0-q15``.
3172 - ``x``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s15``,
3173   ``d0-d7``, or ``q0-q3``.
3174 - ``t``: A floating-point/SIMD register, only supports 32-bit values:
3175   ``s0-s31``.
3176
3177 ARM's Thumb1 mode:
3178
3179 - ``I``: An immediate integer between 0 and 255.
3180 - ``J``: An immediate integer between -255 and -1.
3181 - ``K``: An immediate integer between 0 and 255, with optional left-shift by
3182   some amount.
3183 - ``L``: An immediate integer between -7 and 7.
3184 - ``M``: An immediate integer which is a multiple of 4 between 0 and 1020.
3185 - ``N``: An immediate integer between 0 and 31.
3186 - ``O``: An immediate integer which is a multiple of 4 between -508 and 508.
3187 - ``r``: A low 32-bit GPR register (``r0-r7``).
3188 - ``l``: A low 32-bit GPR register (``r0-r7``).
3189 - ``h``: A high GPR register (``r0-r7``).
3190 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s31``,
3191   ``d0-d31``, or ``q0-q15``.
3192 - ``x``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s15``,
3193   ``d0-d7``, or ``q0-q3``.
3194 - ``t``: A floating-point/SIMD register, only supports 32-bit values:
3195   ``s0-s31``.
3196
3197
3198 Hexagon:
3199
3200 - ``o``, ``v``: A memory address operand, treated the same as constraint ``m``,
3201   at the moment.
3202 - ``r``: A 32 or 64-bit register.
3203
3204 MSP430:
3205
3206 - ``r``: An 8 or 16-bit register.
3207
3208 MIPS:
3209
3210 - ``I``: An immediate signed 16-bit integer.
3211 - ``J``: An immediate integer zero.
3212 - ``K``: An immediate unsigned 16-bit integer.
3213 - ``L``: An immediate 32-bit integer, where the lower 16 bits are 0.
3214 - ``N``: An immediate integer between -65535 and -1.
3215 - ``O``: An immediate signed 15-bit integer.
3216 - ``P``: An immediate integer between 1 and 65535.
3217 - ``m``: A memory address operand. In MIPS-SE mode, allows a base address
3218   register plus 16-bit immediate offset. In MIPS mode, just a base register.
3219 - ``R``: A memory address operand. In MIPS-SE mode, allows a base address
3220   register plus a 9-bit signed offset. In MIPS mode, the same as constraint
3221   ``m``.
3222 - ``ZC``: A memory address operand, suitable for use in a ``pref``, ``ll``, or
3223   ``sc`` instruction on the given subtarget (details vary).
3224 - ``r``, ``d``,  ``y``: A 32 or 64-bit GPR register.
3225 - ``f``: A 32 or 64-bit FPU register (``F0-F31``), or a 128-bit MSA register
3226   (``W0-W31``). In the case of MSA registers, it is recommended to use the ``w``
3227   argument modifier for compatibility with GCC.
3228 - ``c``: A 32-bit or 64-bit GPR register suitable for indirect jump (always
3229   ``25``).
3230 - ``l``: The ``lo`` register, 32 or 64-bit.
3231 - ``x``: Invalid.
3232
3233 NVPTX:
3234
3235 - ``b``: A 1-bit integer register.
3236 - ``c`` or ``h``: A 16-bit integer register.
3237 - ``r``: A 32-bit integer register.
3238 - ``l`` or ``N``: A 64-bit integer register.
3239 - ``f``: A 32-bit float register.
3240 - ``d``: A 64-bit float register.
3241
3242
3243 PowerPC:
3244
3245 - ``I``: An immediate signed 16-bit integer.
3246 - ``J``: An immediate unsigned 16-bit integer, shifted left 16 bits.
3247 - ``K``: An immediate unsigned 16-bit integer.
3248 - ``L``: An immediate signed 16-bit integer, shifted left 16 bits.
3249 - ``M``: An immediate integer greater than 31.
3250 - ``N``: An immediate integer that is an exact power of 2.
3251 - ``O``: The immediate integer constant 0.
3252 - ``P``: An immediate integer constant whose negation is a signed 16-bit
3253   constant.
3254 - ``es``, ``o``, ``Q``, ``Z``, ``Zy``: A memory address operand, currently
3255   treated the same as ``m``.
3256 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register.
3257 - ``b``: A 32 or 64-bit integer register, excluding ``R0`` (that is:
3258   ``R1-R31``).
3259 - ``f``: A 32 or 64-bit float register (``F0-F31``), or when QPX is enabled, a
3260   128 or 256-bit QPX register (``Q0-Q31``; aliases the ``F`` registers).
3261 - ``v``: For ``4 x f32`` or ``4 x f64`` types, when QPX is enabled, a
3262   128 or 256-bit QPX register (``Q0-Q31``), otherwise a 128-bit
3263   altivec vector register (``V0-V31``).
3264
3265   .. FIXME: is this a bug that v accepts QPX registers? I think this
3266      is supposed to only use the altivec vector registers?
3267
3268 - ``y``: Condition register (``CR0-CR7``).
3269 - ``wc``: An individual CR bit in a CR register.
3270 - ``wa``, ``wd``, ``wf``: Any 128-bit VSX vector register, from the full VSX
3271   register set (overlapping both the floating-point and vector register files).
3272 - ``ws``: A 32 or 64-bit floating point register, from the full VSX register
3273   set.
3274
3275 Sparc:
3276
3277 - ``I``: An immediate 13-bit signed integer.
3278 - ``r``: A 32-bit integer register.
3279
3280 SystemZ:
3281
3282 - ``I``: An immediate unsigned 8-bit integer.
3283 - ``J``: An immediate unsigned 12-bit integer.
3284 - ``K``: An immediate signed 16-bit integer.
3285 - ``L``: An immediate signed 20-bit integer.
3286 - ``M``: An immediate integer 0x7fffffff.
3287 - ``Q``, ``R``, ``S``, ``T``: A memory address operand, treated the same as
3288   ``m``, at the moment.
3289 - ``r`` or ``d``: A 32, 64, or 128-bit integer register.
3290 - ``a``: A 32, 64, or 128-bit integer address register (excludes R0, which in an
3291   address context evaluates as zero).
3292 - ``h``: A 32-bit value in the high part of a 64bit data register
3293   (LLVM-specific)
3294 - ``f``: A 32, 64, or 128-bit floating point register.
3295
3296 X86:
3297
3298 - ``I``: An immediate integer between 0 and 31.
3299 - ``J``: An immediate integer between 0 and 64.
3300 - ``K``: An immediate signed 8-bit integer.
3301 - ``L``: An immediate integer, 0xff or 0xffff or (in 64-bit mode only)
3302   0xffffffff.
3303 - ``M``: An immediate integer between 0 and 3.
3304 - ``N``: An immediate unsigned 8-bit integer.
3305 - ``O``: An immediate integer between 0 and 127.
3306 - ``e``: An immediate 32-bit signed integer.
3307 - ``Z``: An immediate 32-bit unsigned integer.
3308 - ``o``, ``v``: Treated the same as ``m``, at the moment.
3309 - ``q``: An 8, 16, 32, or 64-bit register which can be accessed as an 8-bit
3310   ``l`` integer register. On X86-32, this is the ``a``, ``b``, ``c``, and ``d``
3311   registers, and on X86-64, it is all of the integer registers.
3312 - ``Q``: An 8, 16, 32, or 64-bit register which can be accessed as an 8-bit
3313   ``h`` integer register. This is the ``a``, ``b``, ``c``, and ``d`` registers.
3314 - ``r`` or ``l``: An 8, 16, 32, or 64-bit integer register.
3315 - ``R``: An 8, 16, 32, or 64-bit "legacy" integer register -- one which has
3316   existed since i386, and can be accessed without the REX prefix.
3317 - ``f``: A 32, 64, or 80-bit '387 FPU stack pseudo-register.
3318 - ``y``: A 64-bit MMX register, if MMX is enabled.
3319 - ``x``: If SSE is enabled: a 32 or 64-bit scalar operand, or 128-bit vector
3320   operand in a SSE register. If AVX is also enabled, can also be a 256-bit
3321   vector operand in an AVX register. If AVX-512 is also enabled, can also be a
3322   512-bit vector operand in an AVX512 register, Otherwise, an error.
3323 - ``Y``: The same as ``x``, if *SSE2* is enabled, otherwise an error.
3324 - ``A``: Special case: allocates EAX first, then EDX, for a single operand (in
3325   32-bit mode, a 64-bit integer operand will get split into two registers). It
3326   is not recommended to use this constraint, as in 64-bit mode, the 64-bit
3327   operand will get allocated only to RAX -- if two 32-bit operands are needed,
3328   you're better off splitting it yourself, before passing it to the asm
3329   statement.
3330
3331 XCore:
3332
3333 - ``r``: A 32-bit integer register.
3334
3335
3336 .. _inline-asm-modifiers:
3337
3338 Asm template argument modifiers
3339 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3340
3341 In the asm template string, modifiers can be used on the operand reference, like
3342 "``${0:n}``".
3343
3344 The modifiers are, in general, expected to behave the same way they do in
3345 GCC. LLVM's support is often implemented on an 'as-needed' basis, to support C
3346 inline asm code which was supported by GCC. A mismatch in behavior between LLVM
3347 and GCC likely indicates a bug in LLVM.
3348
3349 Target-independent:
3350
3351 - ``c``: Print an immediate integer constant unadorned, without
3352   the target-specific immediate punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
3353 - ``n``: Negate and print immediate integer constant unadorned, without the
3354   target-specific immediate punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
3355 - ``l``: Print as an unadorned label, without the target-specific label
3356   punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
3357
3358 AArch64:
3359
3360 - ``w``: Print a GPR register with a ``w*`` name instead of ``x*`` name. E.g.,
3361   instead of ``x30``, print ``w30``.
3362 - ``x``: Print a GPR register with a ``x*`` name. (this is the default, anyhow).
3363 - ``b``, ``h``, ``s``, ``d``, ``q``: Print a floating-point/SIMD register with a
3364   ``b*``, ``h*``, ``s*``, ``d*``, or ``q*`` name, rather than the default of
3365   ``v*``.
3366
3367 AMDGPU:
3368
3369 - ``r``: No effect.
3370
3371 ARM:
3372
3373 - ``a``: Print an operand as an address (with ``[`` and ``]`` surrounding a
3374   register).
3375 - ``P``: No effect.
3376 - ``q``: No effect.
3377 - ``y``: Print a VFP single-precision register as an indexed double (e.g. print
3378   as ``d4[1]`` instead of ``s9``)
3379 - ``B``: Bitwise invert and print an immediate integer constant without ``#``
3380   prefix.
3381 - ``L``: Print the low 16-bits of an immediate integer constant.
3382 - ``M``: Print as a register set suitable for ldm/stm. Also prints *all*
3383   register operands subsequent to the specified one (!), so use carefully.
3384 - ``Q``: Print the low-order register of a register-pair, or the low-order
3385   register of a two-register operand.
3386 - ``R``: Print the high-order register of a register-pair, or the high-order
3387   register of a two-register operand.
3388 - ``H``: Print the second register of a register-pair. (On a big-endian system,
3389   ``H`` is equivalent to ``Q``, and on little-endian system, ``H`` is equivalent
3390   to ``R``.)
3391
3392   .. FIXME: H doesn't currently support printing the second register
3393      of a two-register operand.
3394
3395 - ``e``: Print the low doubleword register of a NEON quad register.
3396 - ``f``: Print the high doubleword register of a NEON quad register.
3397 - ``m``: Print the base register of a memory operand without the ``[`` and ``]``
3398   adornment.
3399
3400 Hexagon:
3401
3402 - ``L``: Print the second register of a two-register operand. Requires that it
3403   has been allocated consecutively to the first.
3404
3405   .. FIXME: why is it restricted to consecutive ones? And there's
3406      nothing that ensures that happens, is there?
3407
3408 - ``I``: Print the letter 'i' if the operand is an integer constant, otherwise
3409   nothing. Used to print 'addi' vs 'add' instructions.
3410
3411 MSP430:
3412
3413 No additional modifiers.
3414
3415 MIPS:
3416
3417 - ``X``: Print an immediate integer as hexadecimal
3418 - ``x``: Print the low 16 bits of an immediate integer as hexadecimal.
3419 - ``d``: Print an immediate integer as decimal.
3420 - ``m``: Subtract one and print an immediate integer as decimal.
3421 - ``z``: Print $0 if an immediate zero, otherwise print normally.
3422 - ``L``: Print the low-order register of a two-register operand, or prints the
3423   address of the low-order word of a double-word memory operand.
3424
3425   .. FIXME: L seems to be missing memory operand support.
3426
3427 - ``M``: Print the high-order register of a two-register operand, or prints the
3428   address of the high-order word of a double-word memory operand.
3429
3430   .. FIXME: M seems to be missing memory operand support.
3431
3432 - ``D``: Print the second register of a two-register operand, or prints the
3433   second word of a double-word memory operand. (On a big-endian system, ``D`` is
3434   equivalent to ``L``, and on little-endian system, ``D`` is equivalent to
3435   ``M``.)
3436 - ``w``: No effect. Provided for compatibility with GCC which requires this
3437   modifier in order to print MSA registers (``W0-W31``) with the ``f``
3438   constraint.
3439
3440 NVPTX:
3441
3442 - ``r``: No effect.
3443
3444 PowerPC:
3445
3446 - ``L``: Print the second register of a two-register operand. Requires that it
3447   has been allocated consecutively to the first.
3448
3449   .. FIXME: why is it restricted to consecutive ones? And there's
3450      nothing that ensures that happens, is there?
3451
3452 - ``I``: Print the letter 'i' if the operand is an integer constant, otherwise
3453   nothing. Used to print 'addi' vs 'add' instructions.
3454 - ``y``: For a memory operand, prints formatter for a two-register X-form
3455   instruction. (Currently always prints ``r0,OPERAND``).
3456 - ``U``: Prints 'u' if the memory operand is an update form, and nothing
3457   otherwise. (NOTE: LLVM does not support update form, so this will currently
3458   always print nothing)
3459 - ``X``: Prints 'x' if the memory operand is an indexed form. (NOTE: LLVM does
3460   not support indexed form, so this will currently always print nothing)
3461
3462 Sparc:
3463
3464 - ``r``: No effect.
3465
3466 SystemZ:
3467
3468 SystemZ implements only ``n``, and does *not* support any of the other
3469 target-independent modifiers.
3470
3471 X86:
3472
3473 - ``c``: Print an unadorned integer or symbol name. (The latter is
3474   target-specific behavior for this typically target-independent modifier).
3475 - ``A``: Print a register name with a '``*``' before it.
3476 - ``b``: Print an 8-bit register name (e.g. ``al``); do nothing on a memory
3477   operand.
3478 - ``h``: Print the upper 8-bit register name (e.g. ``ah``); do nothing on a
3479   memory operand.
3480 - ``w``: Print the 16-bit register name (e.g. ``ax``); do nothing on a memory
3481   operand.
3482 - ``k``: Print the 32-bit register name (e.g. ``eax``); do nothing on a memory
3483   operand.
3484 - ``q``: Print the 64-bit register name (e.g. ``rax``), if 64-bit registers are
3485   available, otherwise the 32-bit register name; do nothing on a memory operand.
3486 - ``n``: Negate and print an unadorned integer, or, for operands other than an
3487   immediate integer (e.g. a relocatable symbol expression), print a '-' before
3488   the operand. (The behavior for relocatable symbol expressions is a
3489   target-specific behavior for this typically target-independent modifier)
3490 - ``H``: Print a memory reference with additional offset +8.
3491 - ``P``: Print a memory reference or operand for use as the argument of a call
3492   instruction. (E.g. omit ``(rip)``, even though it's PC-relative.)
3493
3494 XCore:
3495
3496 No additional modifiers.
3497
3498
3499 Inline Asm Metadata
3500 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3501
3502 The call instructions that wrap inline asm nodes may have a
3503 "``!srcloc``" MDNode attached to it that contains a list of constant
3504 integers. If present, the code generator will use the integer as the
3505 location cookie value when report errors through the ``LLVMContext``
3506 error reporting mechanisms. This allows a front-end to correlate backend
3507 errors that occur with inline asm back to the source code that produced
3508 it. For example:
3509
3510 .. code-block:: llvm
3511
3512     call void asm sideeffect "something bad", ""(), !srcloc !42
3513     ...
3514     !42 = !{ i32 1234567 }
3515
3516 It is up to the front-end to make sense of the magic numbers it places
3517 in the IR. If the MDNode contains multiple constants, the code generator
3518 will use the one that corresponds to the line of the asm that the error
3519 occurs on.
3520
3521 .. _metadata:
3522
3523 Metadata
3524 ========
3525
3526 LLVM IR allows metadata to be attached to instructions in the program
3527 that can convey extra information about the code to the optimizers and
3528 code generator. One example application of metadata is source-level
3529 debug information. There are two metadata primitives: strings and nodes.
3530
3531 Metadata does not have a type, and is not a value. If referenced from a
3532 ``call`` instruction, it uses the ``metadata`` type.
3533
3534 All metadata are identified in syntax by a exclamation point ('``!``').
3535
3536 .. _metadata-string:
3537
3538 Metadata Nodes and Metadata Strings
3539 -----------------------------------
3540
3541 A metadata string is a string surrounded by double quotes. It can
3542 contain any character by escaping non-printable characters with
3543 "``\xx``" where "``xx``" is the two digit hex code. For example:
3544 "``!"test\00"``".
3545
3546 Metadata nodes are represented with notation similar to structure
3547 constants (a comma separated list of elements, surrounded by braces and
3548 preceded by an exclamation point). Metadata nodes can have any values as
3549 their operand. For example:
3550
3551 .. code-block:: llvm
3552
3553     !{ !"test\00", i32 10}
3554
3555 Metadata nodes that aren't uniqued use the ``distinct`` keyword. For example:
3556
3557 .. code-block:: llvm
3558
3559     !0 = distinct !{!"test\00", i32 10}
3560
3561 ``distinct`` nodes are useful when nodes shouldn't be merged based on their
3562 content. They can also occur when transformations cause uniquing collisions
3563 when metadata operands change.
3564
3565 A :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` is a collection of
3566 metadata nodes, which can be looked up in the module symbol table. For
3567 example:
3568
3569 .. code-block:: llvm
3570
3571     !foo = !{!4, !3}
3572
3573 Metadata can be used as function arguments. Here ``llvm.dbg.value``
3574 function is using two metadata arguments:
3575
3576 .. code-block:: llvm
3577
3578     call void @llvm.dbg.value(metadata !24, i64 0, metadata !25)
3579
3580 Metadata can be attached with an instruction. Here metadata ``!21`` is
3581 attached to the ``add`` instruction using the ``!dbg`` identifier:
3582
3583 .. code-block:: llvm
3584
3585     %indvar.next = add i64 %indvar, 1, !dbg !21
3586
3587 More information about specific metadata nodes recognized by the
3588 optimizers and code generator is found below.
3589
3590 .. _specialized-metadata:
3591
3592 Specialized Metadata Nodes
3593 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3594
3595 Specialized metadata nodes are custom data structures in metadata (as opposed
3596 to generic tuples). Their fields are labelled, and can be specified in any
3597 order.
3598
3599 These aren't inherently debug info centric, but currently all the specialized
3600 metadata nodes are related to debug info.
3601
3602 .. _DICompileUnit:
3603
3604 DICompileUnit
3605 """""""""""""
3606
3607 ``DICompileUnit`` nodes represent a compile unit. The ``enums:``,
3608 ``retainedTypes:``, ``subprograms:``, ``globals:`` and ``imports:`` fields are
3609 tuples containing the debug info to be emitted along with the compile unit,
3610 regardless of code optimizations (some nodes are only emitted if there are
3611 references to them from instructions).
3612
3613 .. code-block:: llvm
3614
3615     !0 = !DICompileUnit(language: DW_LANG_C99, file: !1, producer: "clang",
3616                         isOptimized: true, flags: "-O2", runtimeVersion: 2,
3617                         splitDebugFilename: "abc.debug", emissionKind: 1,
3618                         enums: !2, retainedTypes: !3, subprograms: !4,
3619                         globals: !5, imports: !6)
3620
3621 Compile unit descriptors provide the root scope for objects declared in a
3622 specific compilation unit. File descriptors are defined using this scope.
3623 These descriptors are collected by a named metadata ``!llvm.dbg.cu``. They
3624 keep track of subprograms, global variables, type information, and imported
3625 entities (declarations and namespaces).
3626
3627 .. _DIFile:
3628
3629 DIFile
3630 """"""
3631
3632 ``DIFile`` nodes represent files. The ``filename:`` can include slashes.
3633
3634 .. code-block:: llvm
3635
3636     !0 = !DIFile(filename: "path/to/file", directory: "/path/to/dir")
3637
3638 Files are sometimes used in ``scope:`` fields, and are the only valid target
3639 for ``file:`` fields.
3640
3641 .. _DIBasicType:
3642
3643 DIBasicType
3644 """""""""""
3645
3646 ``DIBasicType`` nodes represent primitive types, such as ``int``, ``bool`` and
3647 ``float``. ``tag:`` defaults to ``DW_TAG_base_type``.
3648
3649 .. code-block:: llvm
3650
3651     !0 = !DIBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
3652                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
3653     !1 = !DIBasicType(tag: DW_TAG_unspecified_type, name: "decltype(nullptr)")
3654
3655 The ``encoding:`` describes the details of the type. Usually it's one of the
3656 following:
3657
3658 .. code-block:: llvm
3659
3660   DW_ATE_address       = 1
3661   DW_ATE_boolean       = 2
3662   DW_ATE_float         = 4
3663   DW_ATE_signed        = 5
3664   DW_ATE_signed_char   = 6
3665   DW_ATE_unsigned      = 7
3666   DW_ATE_unsigned_char = 8
3667
3668 .. _DISubroutineType:
3669
3670 DISubroutineType
3671 """"""""""""""""
3672
3673 ``DISubroutineType`` nodes represent subroutine types. Their ``types:`` field
3674 refers to a tuple; the first operand is the return type, while the rest are the
3675 types of the formal arguments in order. If the first operand is ``null``, that
3676 represents a function with no return value (such as ``void foo() {}`` in C++).
3677
3678 .. code-block:: llvm
3679
3680     !0 = !BasicType(name: "int", size: 32, align: 32, DW_ATE_signed)
3681     !1 = !BasicType(name: "char", size: 8, align: 8, DW_ATE_signed_char)
3682     !2 = !DISubroutineType(types: !{null, !0, !1}) ; void (int, char)
3683
3684 .. _DIDerivedType:
3685
3686 DIDerivedType
3687 """""""""""""
3688
3689 ``DIDerivedType`` nodes represent types derived from other types, such as
3690 qualified types.
3691
3692 .. code-block:: llvm
3693
3694     !0 = !DIBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
3695                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
3696     !1 = !DIDerivedType(tag: DW_TAG_pointer_type, baseType: !0, size: 32,
3697                         align: 32)
3698
3699 The following ``tag:`` values are valid:
3700
3701 .. code-block:: llvm
3702
3703   DW_TAG_formal_parameter   = 5
3704   DW_TAG_member             = 13
3705   DW_TAG_pointer_type       = 15
3706   DW_TAG_reference_type     = 16
3707   DW_TAG_typedef            = 22
3708   DW_TAG_ptr_to_member_type = 31
3709   DW_TAG_const_type         = 38
3710   DW_TAG_volatile_type      = 53
3711   DW_TAG_restrict_type      = 55
3712
3713 ``DW_TAG_member`` is used to define a member of a :ref:`composite type
3714 <DICompositeType>` or :ref:`subprogram <DISubprogram>`. The type of the member
3715 is the ``baseType:``. The ``offset:`` is the member's bit offset.
3716 ``DW_TAG_formal_parameter`` is used to define a member which is a formal
3717 argument of a subprogram.
3718
3719 ``DW_TAG_typedef`` is used to provide a name for the ``baseType:``.
3720
3721 ``DW_TAG_pointer_type``, ``DW_TAG_reference_type``, ``DW_TAG_const_type``,
3722 ``DW_TAG_volatile_type`` and ``DW_TAG_restrict_type`` are used to qualify the
3723 ``baseType:``.
3724
3725 Note that the ``void *`` type is expressed as a type derived from NULL.
3726
3727 .. _DICompositeType:
3728
3729 DICompositeType
3730 """""""""""""""
3731
3732 ``DICompositeType`` nodes represent types composed of other types, like
3733 structures and unions. ``elements:`` points to a tuple of the composed types.
3734
3735 If the source language supports ODR, the ``identifier:`` field gives the unique
3736 identifier used for type merging between modules. When specified, other types
3737 can refer to composite types indirectly via a :ref:`metadata string
3738 <metadata-string>` that matches their identifier.
3739
3740 .. code-block:: llvm
3741
3742     !0 = !DIEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
3743     !1 = !DIEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
3744     !2 = !DIEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
3745     !3 = !DICompositeType(tag: DW_TAG_enumeration_type, name: "Enum", file: !12,
3746                           line: 2, size: 32, align: 32, identifier: "_M4Enum",
3747                           elements: !{!0, !1, !2})
3748
3749 The following ``tag:`` values are valid:
3750
3751 .. code-block:: llvm
3752
3753   DW_TAG_array_type       = 1
3754   DW_TAG_class_type       = 2
3755   DW_TAG_enumeration_type = 4
3756   DW_TAG_structure_type   = 19
3757   DW_TAG_union_type       = 23
3758   DW_TAG_subroutine_type  = 21
3759   DW_TAG_inheritance      = 28
3760
3761
3762 For ``DW_TAG_array_type``, the ``elements:`` should be :ref:`subrange
3763 descriptors <DISubrange>`, each representing the range of subscripts at that
3764 level of indexing. The ``DIFlagVector`` flag to ``flags:`` indicates that an
3765 array type is a native packed vector.
3766
3767 For ``DW_TAG_enumeration_type``, the ``elements:`` should be :ref:`enumerator
3768 descriptors <DIEnumerator>`, each representing the definition of an enumeration
3769 value for the set. All enumeration type descriptors are collected in the
3770 ``enums:`` field of the :ref:`compile unit <DICompileUnit>`.
3771
3772 For ``DW_TAG_structure_type``, ``DW_TAG_class_type``, and
3773 ``DW_TAG_union_type``, the ``elements:`` should be :ref:`derived types
3774 <DIDerivedType>` with ``tag: DW_TAG_member`` or ``tag: DW_TAG_inheritance``.
3775
3776 .. _DISubrange:
3777
3778 DISubrange
3779 """"""""""
3780
3781 ``DISubrange`` nodes are the elements for ``DW_TAG_array_type`` variants of
3782 :ref:`DICompositeType`. ``count: -1`` indicates an empty array.
3783
3784 .. code-block:: llvm
3785
3786     !0 = !DISubrange(count: 5, lowerBound: 0) ; array counting from 0
3787     !1 = !DISubrange(count: 5, lowerBound: 1) ; array counting from 1
3788     !2 = !DISubrange(count: -1) ; empty array.
3789
3790 .. _DIEnumerator:
3791
3792 DIEnumerator
3793 """"""""""""
3794
3795 ``DIEnumerator`` nodes are the elements for ``DW_TAG_enumeration_type``
3796 variants of :ref:`DICompositeType`.
3797
3798 .. code-block:: llvm
3799
3800     !0 = !DIEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
3801     !1 = !DIEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
3802     !2 = !DIEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
3803
3804 DITemplateTypeParameter
3805 """""""""""""""""""""""
3806
3807 ``DITemplateTypeParameter`` nodes represent type parameters to generic source
3808 language constructs. They are used (optionally) in :ref:`DICompositeType` and
3809 :ref:`DISubprogram` ``templateParams:`` fields.
3810
3811 .. code-block:: llvm
3812
3813     !0 = !DITemplateTypeParameter(name: "Ty", type: !1)
3814
3815 DITemplateValueParameter
3816 """"""""""""""""""""""""
3817
3818 ``DITemplateValueParameter`` nodes represent value parameters to generic source
3819 language constructs. ``tag:`` defaults to ``DW_TAG_template_value_parameter``,
3820 but if specified can also be set to ``DW_TAG_GNU_template_template_param`` or
3821 ``DW_TAG_GNU_template_param_pack``. They are used (optionally) in
3822 :ref:`DICompositeType` and :ref:`DISubprogram` ``templateParams:`` fields.
3823
3824 .. code-block:: llvm
3825
3826     !0 = !DITemplateValueParameter(name: "Ty", type: !1, value: i32 7)
3827
3828 DINamespace
3829 """""""""""
3830
3831 ``DINamespace`` nodes represent namespaces in the source language.
3832
3833 .. code-block:: llvm
3834
3835     !0 = !DINamespace(name: "myawesomeproject", scope: !1, file: !2, line: 7)
3836
3837 DIGlobalVariable
3838 """"""""""""""""
3839
3840 ``DIGlobalVariable`` nodes represent global variables in the source language.
3841
3842 .. code-block:: llvm
3843
3844     !0 = !DIGlobalVariable(name: "foo", linkageName: "foo", scope: !1,
3845                            file: !2, line: 7, type: !3, isLocal: true,
3846                            isDefinition: false, variable: i32* @foo,
3847                            declaration: !4)
3848
3849 All global variables should be referenced by the `globals:` field of a
3850 :ref:`compile unit <DICompileUnit>`.
3851
3852 .. _DISubprogram:
3853
3854 DISubprogram
3855 """"""""""""
3856
3857 ``DISubprogram`` nodes represent functions from the source language. The
3858 ``variables:`` field points at :ref:`variables <DILocalVariable>` that must be
3859 retained, even if their IR counterparts are optimized out of the IR. The
3860 ``type:`` field must point at an :ref:`DISubroutineType`.
3861
3862 .. code-block:: llvm
3863
3864     !0 = !DISubprogram(name: "foo", linkageName: "_Zfoov", scope: !1,
3865                        file: !2, line: 7, type: !3, isLocal: true,
3866                        isDefinition: false, scopeLine: 8, containingType: !4,
3867                        virtuality: DW_VIRTUALITY_pure_virtual, virtualIndex: 10,
3868                        flags: DIFlagPrototyped, isOptimized: true,
3869                        function: void ()* @_Z3foov,
3870                        templateParams: !5, declaration: !6, variables: !7)
3871
3872 .. _DILexicalBlock:
3873
3874 DILexicalBlock
3875 """"""""""""""
3876
3877 ``DILexicalBlock`` nodes describe nested blocks within a :ref:`subprogram
3878 <DISubprogram>`. The line number and column numbers are used to dinstinguish
3879 two lexical blocks at same depth. They are valid targets for ``scope:``
3880 fields.
3881
3882 .. code-block:: llvm
3883
3884     !0 = distinct !DILexicalBlock(scope: !1, file: !2, line: 7, column: 35)
3885
3886 Usually lexical blocks are ``distinct`` to prevent node merging based on
3887 operands.
3888
3889 .. _DILexicalBlockFile:
3890
3891 DILexicalBlockFile
3892 """"""""""""""""""
3893
3894 ``DILexicalBlockFile`` nodes are used to discriminate between sections of a
3895 :ref:`lexical block <DILexicalBlock>`. The ``file:`` field can be changed to
3896 indicate textual inclusion, or the ``discriminator:`` field can be used to
3897 discriminate between control flow within a single block in the source language.
3898
3899 .. code-block:: llvm
3900
3901     !0 = !DILexicalBlock(scope: !3, file: !4, line: 7, column: 35)
3902     !1 = !DILexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 0)
3903     !2 = !DILexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 1)
3904
3905 .. _DILocation:
3906
3907 DILocation
3908 """"""""""
3909
3910 ``DILocation`` nodes represent source debug locations. The ``scope:`` field is
3911 mandatory, and points at an :ref:`DILexicalBlockFile`, an
3912 :ref:`DILexicalBlock`, or an :ref:`DISubprogram`.
3913
3914 .. code-block:: llvm
3915
3916     !0 = !DILocation(line: 2900, column: 42, scope: !1, inlinedAt: !2)
3917
3918 .. _DILocalVariable:
3919
3920 DILocalVariable
3921 """""""""""""""
3922
3923 ``DILocalVariable`` nodes represent local variables in the source language. If
3924 the ``arg:`` field is set to non-zero, then this variable is a subprogram
3925 parameter, and it will be included in the ``variables:`` field of its
3926 :ref:`DISubprogram`.
3927
3928 .. code-block:: llvm
3929
3930     !0 = !DILocalVariable(name: "this", arg: 1, scope: !3, file: !2, line: 7,
3931                           type: !3, flags: DIFlagArtificial)
3932     !1 = !DILocalVariable(name: "x", arg: 2, scope: !4, file: !2, line: 7,
3933                           type: !3)
3934     !2 = !DILocalVariable(name: "y", scope: !5, file: !2, line: 7, type: !3)
3935
3936 DIExpression
3937 """"""""""""
3938
3939 ``DIExpression`` nodes represent DWARF expression sequences. They are used in
3940 :ref:`debug intrinsics<dbg_intrinsics>` (such as ``llvm.dbg.declare``) to
3941 describe how the referenced LLVM variable relates to the source language
3942 variable.
3943
3944 The current supported vocabulary is limited:
3945
3946 - ``DW_OP_deref`` dereferences the working expression.
3947 - ``DW_OP_plus, 93`` adds ``93`` to the working expression.
3948 - ``DW_OP_bit_piece, 16, 8`` specifies the offset and size (``16`` and ``8``
3949   here, respectively) of the variable piece from the working expression.
3950
3951 .. code-block:: llvm
3952
3953     !0 = !DIExpression(DW_OP_deref)
3954     !1 = !DIExpression(DW_OP_plus, 3)
3955     !2 = !DIExpression(DW_OP_bit_piece, 3, 7)
3956     !3 = !DIExpression(DW_OP_deref, DW_OP_plus, 3, DW_OP_bit_piece, 3, 7)
3957
3958 DIObjCProperty
3959 """"""""""""""
3960
3961 ``DIObjCProperty`` nodes represent Objective-C property nodes.
3962
3963 .. code-block:: llvm
3964
3965     !3 = !DIObjCProperty(name: "foo", file: !1, line: 7, setter: "setFoo",
3966                          getter: "getFoo", attributes: 7, type: !2)
3967
3968 DIImportedEntity
3969 """"""""""""""""
3970
3971 ``DIImportedEntity`` nodes represent entities (such as modules) imported into a
3972 compile unit.
3973
3974 .. code-block:: llvm
3975
3976    !2 = !DIImportedEntity(tag: DW_TAG_imported_module, name: "foo", scope: !0,
3977                           entity: !1, line: 7)
3978
3979 '``tbaa``' Metadata
3980 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3981
3982 In LLVM IR, memory does not have types, so LLVM's own type system is not
3983 suitable for doing TBAA. Instead, metadata is added to the IR to
3984 describe a type system of a higher level language. This can be used to
3985 implement typical C/C++ TBAA, but it can also be used to implement
3986 custom alias analysis behavior for other languages.
3987
3988 The current metadata format is very simple. TBAA metadata nodes have up
3989 to three fields, e.g.:
3990
3991 .. code-block:: llvm
3992
3993     !0 = !{ !"an example type tree" }
3994     !1 = !{ !"int", !0 }
3995     !2 = !{ !"float", !0 }
3996     !3 = !{ !"const float", !2, i64 1 }
3997
3998 The first field is an identity field. It can be any value, usually a
3999 metadata string, which uniquely identifies the type. The most important
4000 name in the tree is the name of the root node. Two trees with different
4001 root node names are entirely disjoint, even if they have leaves with
4002 common names.
4003
4004 The second field identifies the type's parent node in the tree, or is
4005 null or omitted for a root node. A type is considered to alias all of
4006 its descendants and all of its ancestors in the tree. Also, a type is
4007 considered to alias all types in other trees, so that bitcode produced
4008 from multiple front-ends is handled conservatively.
4009
4010 If the third field is present, it's an integer which if equal to 1
4011 indicates that the type is "constant" (meaning
4012 ``pointsToConstantMemory`` should return true; see `other useful
4013 AliasAnalysis methods <AliasAnalysis.html#OtherItfs>`_).
4014
4015 '``tbaa.struct``' Metadata
4016 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4017
4018 The :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>` is often used to implement
4019 aggregate assignment operations in C and similar languages, however it
4020 is defined to copy a contiguous region of memory, which is more than
4021 strictly necessary for aggregate types which contain holes due to
4022 padding. Also, it doesn't contain any TBAA information about the fields
4023 of the aggregate.
4024
4025 ``!tbaa.struct`` metadata can describe which memory subregions in a
4026 memcpy are padding and what the TBAA tags of the struct are.
4027
4028 The current metadata format is very simple. ``!tbaa.struct`` metadata
4029 nodes are a list of operands which are in conceptual groups of three.
4030 For each group of three, the first operand gives the byte offset of a
4031 field in bytes, the second gives its size in bytes, and the third gives
4032 its tbaa tag. e.g.:
4033
4034 .. code-block:: llvm
4035
4036     !4 = !{ i64 0, i64 4, !1, i64 8, i64 4, !2 }
4037
4038 This describes a struct with two fields. The first is at offset 0 bytes
4039 with size 4 bytes, and has tbaa tag !1. The second is at offset 8 bytes
4040 and has size 4 bytes and has tbaa tag !2.
4041
4042 Note that the fields need not be contiguous. In this example, there is a
4043 4 byte gap between the two fields. This gap represents padding which
4044 does not carry useful data and need not be preserved.
4045
4046 '``noalias``' and '``alias.scope``' Metadata
4047 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4048
4049 ``noalias`` and ``alias.scope`` metadata provide the ability to specify generic
4050 noalias memory-access sets. This means that some collection of memory access
4051 instructions (loads, stores, memory-accessing calls, etc.) that carry
4052 ``noalias`` metadata can specifically be specified not to alias with some other
4053 collection of memory access instructions that carry ``alias.scope`` metadata.
4054 Each type of metadata specifies a list of scopes where each scope has an id and
4055 a domain. When evaluating an aliasing query, if for some domain, the set
4056 of scopes with that domain in one instruction's ``alias.scope`` list is a
4057 subset of (or equal to) the set of scopes for that domain in another
4058 instruction's ``noalias`` list, then the two memory accesses are assumed not to
4059 alias.
4060
4061 The metadata identifying each domain is itself a list containing one or two
4062 entries. The first entry is the name of the domain. Note that if the name is a
4063 string then it can be combined accross functions and translation units. A
4064 self-reference can be used to create globally unique domain names. A
4065 descriptive string may optionally be provided as a second list entry.
4066
4067 The metadata identifying each scope is also itself a list containing two or
4068 three entries. The first entry is the name of the scope. Note that if the name
4069 is a string then it can be combined accross functions and translation units. A
4070 self-reference can be used to create globally unique scope names. A metadata
4071 reference to the scope's domain is the second entry. A descriptive string may
4072 optionally be provided as a third list entry.
4073
4074 For example,
4075
4076 .. code-block:: llvm
4077
4078     ; Two scope domains:
4079     !0 = !{!0}
4080     !1 = !{!1}
4081
4082     ; Some scopes in these domains:
4083     !2 = !{!2, !0}
4084     !3 = !{!3, !0}
4085     !4 = !{!4, !1}
4086
4087     ; Some scope lists:
4088     !5 = !{!4} ; A list containing only scope !4
4089     !6 = !{!4, !3, !2}
4090     !7 = !{!3}
4091
4092     ; These two instructions don't alias:
4093     %0 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
4094     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !5
4095
4096     ; These two instructions also don't alias (for domain !1, the set of scopes
4097     ; in the !alias.scope equals that in the !noalias list):
4098     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
4099     store float %2, float* %arrayidx.i2, align 4, !noalias !6
4100
4101     ; These two instructions may alias (for domain !0, the set of scopes in
4102     ; the !noalias list is not a superset of, or equal to, the scopes in the
4103     ; !alias.scope list):
4104     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !6
4105     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !7
4106
4107 '``fpmath``' Metadata
4108 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4109
4110 ``fpmath`` metadata may be attached to any instruction of floating point
4111 type. It can be used to express the maximum acceptable error in the
4112 result of that instruction, in ULPs, thus potentially allowing the
4113 compiler to use a more efficient but less accurate method of computing
4114 it. ULP is defined as follows:
4115
4116     If ``x`` is a real number that lies between two finite consecutive
4117     floating-point numbers ``a`` and ``b``, without being equal to one
4118     of them, then ``ulp(x) = |b - a|``, otherwise ``ulp(x)`` is the
4119     distance between the two non-equal finite floating-point numbers
4120     nearest ``x``. Moreover, ``ulp(NaN)`` is ``NaN``.
4121
4122 The metadata node shall consist of a single positive floating point
4123 number representing the maximum relative error, for example:
4124
4125 .. code-block:: llvm
4126
4127     !0 = !{ float 2.5 } ; maximum acceptable inaccuracy is 2.5 ULPs
4128
4129 .. _range-metadata:
4130
4131 '``range``' Metadata
4132 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4133
4134 ``range`` metadata may be attached only to ``load``, ``call`` and ``invoke`` of
4135 integer types. It expresses the possible ranges the loaded value or the value
4136 returned by the called function at this call site is in. The ranges are
4137 represented with a flattened list of integers. The loaded value or the value
4138 returned is known to be in the union of the ranges defined by each consecutive
4139 pair. Each pair has the following properties:
4140
4141 -  The type must match the type loaded by the instruction.
4142 -  The pair ``a,b`` represents the range ``[a,b)``.
4143 -  Both ``a`` and ``b`` are constants.
4144 -  The range is allowed to wrap.
4145 -  The range should not represent the full or empty set. That is,
4146    ``a!=b``.
4147
4148 In addition, the pairs must be in signed order of the lower bound and
4149 they must be non-contiguous.
4150
4151 Examples:
4152
4153 .. code-block:: llvm
4154
4155       %a = load i8, i8* %x, align 1, !range !0 ; Can only be 0 or 1
4156       %b = load i8, i8* %y, align 1, !range !1 ; Can only be 255 (-1), 0 or 1
4157       %c = call i8 @foo(),       !range !2 ; Can only be 0, 1, 3, 4 or 5
4158       %d = invoke i8 @bar() to label %cont
4159              unwind label %lpad, !range !3 ; Can only be -2, -1, 3, 4 or 5
4160     ...
4161     !0 = !{ i8 0, i8 2 }
4162     !1 = !{ i8 255, i8 2 }
4163     !2 = !{ i8 0, i8 2, i8 3, i8 6 }
4164     !3 = !{ i8 -2, i8 0, i8 3, i8 6 }
4165
4166 '``unpredictable``' Metadata
4167 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4168
4169 ``unpredictable`` metadata may be attached to any branch or switch
4170 instruction. It can be used to express the unpredictability of control
4171 flow. Similar to the llvm.expect intrinsic, it may be used to alter
4172 optimizations related to compare and branch instructions. The metadata
4173 is treated as a boolean value; if it exists, it signals that the branch
4174 or switch that it is attached to is completely unpredictable.
4175
4176 '``llvm.loop``'
4177 ^^^^^^^^^^^^^^^
4178
4179 It is sometimes useful to attach information to loop constructs. Currently,
4180 loop metadata is implemented as metadata attached to the branch instruction
4181 in the loop latch block. This type of metadata refer to a metadata node that is
4182 guaranteed to be separate for each loop. The loop identifier metadata is
4183 specified with the name ``llvm.loop``.
4184
4185 The loop identifier metadata is implemented using a metadata that refers to
4186 itself to avoid merging it with any other identifier metadata, e.g.,
4187 during module linkage or function inlining. That is, each loop should refer
4188 to their own identification metadata even if they reside in separate functions.
4189 The following example contains loop identifier metadata for two separate loop
4190 constructs:
4191
4192 .. code-block:: llvm
4193
4194     !0 = !{!0}
4195     !1 = !{!1}
4196
4197 The loop identifier metadata can be used to specify additional
4198 per-loop metadata. Any operands after the first operand can be treated
4199 as user-defined metadata. For example the ``llvm.loop.unroll.count``
4200 suggests an unroll factor to the loop unroller:
4201
4202 .. code-block:: llvm
4203
4204       br i1 %exitcond, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !0
4205     ...
4206     !0 = !{!0, !1}
4207     !1 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
4208
4209 '``llvm.loop.vectorize``' and '``llvm.loop.interleave``'
4210 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4211
4212 Metadata prefixed with ``llvm.loop.vectorize`` or ``llvm.loop.interleave`` are
4213 used to control per-loop vectorization and interleaving parameters such as
4214 vectorization width and interleave count. These metadata should be used in
4215 conjunction with ``llvm.loop`` loop identification metadata. The
4216 ``llvm.loop.vectorize`` and ``llvm.loop.interleave`` metadata are only
4217 optimization hints and the optimizer will only interleave and vectorize loops if
4218 it believes it is safe to do so. The ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata
4219 which contains information about loop-carried memory dependencies can be helpful
4220 in determining the safety of these transformations.
4221
4222 '``llvm.loop.interleave.count``' Metadata
4223 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4224
4225 This metadata suggests an interleave count to the loop interleaver.
4226 The first operand is the string ``llvm.loop.interleave.count`` and the
4227 second operand is an integer specifying the interleave count. For
4228 example:
4229
4230 .. code-block:: llvm
4231
4232    !0 = !{!"llvm.loop.interleave.count", i32 4}
4233
4234 Note that setting ``llvm.loop.interleave.count`` to 1 disables interleaving
4235 multiple iterations of the loop. If ``llvm.loop.interleave.count`` is set to 0
4236 then the interleave count will be determined automatically.
4237
4238 '``llvm.loop.vectorize.enable``' Metadata
4239 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4240
4241 This metadata selectively enables or disables vectorization for the loop. The
4242 first operand is the string ``llvm.loop.vectorize.enable`` and the second operand
4243 is a bit. If the bit operand value is 1 vectorization is enabled. A value of
4244 0 disables vectorization:
4245
4246 .. code-block:: llvm
4247
4248    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 0}
4249    !1 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 1}
4250
4251 '``llvm.loop.vectorize.width``' Metadata
4252 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4253
4254 This metadata sets the target width of the vectorizer. The first
4255 operand is the string ``llvm.loop.vectorize.width`` and the second
4256 operand is an integer specifying the width. For example:
4257
4258 .. code-block:: llvm
4259
4260    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.width", i32 4}
4261
4262 Note that setting ``llvm.loop.vectorize.width`` to 1 disables
4263 vectorization of the loop. If ``llvm.loop.vectorize.width`` is set to
4264 0 or if the loop does not have this metadata the width will be
4265 determined automatically.
4266
4267 '``llvm.loop.unroll``'
4268 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4269
4270 Metadata prefixed with ``llvm.loop.unroll`` are loop unrolling
4271 optimization hints such as the unroll factor. ``llvm.loop.unroll``
4272 metadata should be used in conjunction with ``llvm.loop`` loop
4273 identification metadata. The ``llvm.loop.unroll`` metadata are only
4274 optimization hints and the unrolling will only be performed if the
4275 optimizer believes it is safe to do so.
4276
4277 '``llvm.loop.unroll.count``' Metadata
4278 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4279
4280 This metadata suggests an unroll factor to the loop unroller. The
4281 first operand is the string ``llvm.loop.unroll.count`` and the second
4282 operand is a positive integer specifying the unroll factor. For
4283 example:
4284
4285 .. code-block:: llvm
4286
4287    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
4288
4289 If the trip count of the loop is less than the unroll count the loop
4290 will be partially unrolled.
4291
4292 '``llvm.loop.unroll.disable``' Metadata
4293 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4294
4295 This metadata disables loop unrolling. The metadata has a single operand
4296 which is the string ``llvm.loop.unroll.disable``. For example:
4297
4298 .. code-block:: llvm
4299
4300    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}
4301
4302 '``llvm.loop.unroll.runtime.disable``' Metadata
4303 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4304
4305 This metadata disables runtime loop unrolling. The metadata has a single
4306 operand which is the string ``llvm.loop.unroll.runtime.disable``. For example:
4307
4308 .. code-block:: llvm
4309
4310    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
4311
4312 '``llvm.loop.unroll.enable``' Metadata
4313 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4314
4315 This metadata suggests that the loop should be fully unrolled if the trip count
4316 is known at compile time and partially unrolled if the trip count is not known
4317 at compile time. The metadata has a single operand which is the string
4318 ``llvm.loop.unroll.enable``.  For example:
4319
4320 .. code-block:: llvm
4321
4322    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.enable"}
4323
4324 '``llvm.loop.unroll.full``' Metadata
4325 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4326
4327 This metadata suggests that the loop should be unrolled fully. The
4328 metadata has a single operand which is the string ``llvm.loop.unroll.full``.
4329 For example:
4330
4331 .. code-block:: llvm
4332
4333    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.full"}
4334
4335 '``llvm.mem``'
4336 ^^^^^^^^^^^^^^^
4337
4338 Metadata types used to annotate memory accesses with information helpful
4339 for optimizations are prefixed with ``llvm.mem``.
4340
4341 '``llvm.mem.parallel_loop_access``' Metadata
4342 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4343
4344 The ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata refers to a loop identifier,
4345 or metadata containing a list of loop identifiers for nested loops.
4346 The metadata is attached to memory accessing instructions and denotes that
4347 no loop carried memory dependence exist between it and other instructions denoted
4348 with the same loop identifier.
4349
4350 Precisely, given two instructions ``m1`` and ``m2`` that both have the
4351 ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata, with ``L1`` and ``L2`` being the
4352 set of loops associated with that metadata, respectively, then there is no loop
4353 carried dependence between ``m1`` and ``m2`` for loops in both ``L1`` and
4354 ``L2``.
4355
4356 As a special case, if all memory accessing instructions in a loop have
4357 ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata that refers to that loop, then the
4358 loop has no loop carried memory dependences and is considered to be a parallel
4359 loop.
4360
4361 Note that if not all memory access instructions have such metadata referring to
4362 the loop, then the loop is considered not being trivially parallel. Additional
4363 memory dependence analysis is required to make that determination. As a fail
4364 safe mechanism, this causes loops that were originally parallel to be considered
4365 sequential (if optimization passes that are unaware of the parallel semantics
4366 insert new memory instructions into the loop body).
4367
4368 Example of a loop that is considered parallel due to its correct use of
4369 both ``llvm.loop`` and ``llvm.mem.parallel_loop_access``
4370 metadata types that refer to the same loop identifier metadata.
4371
4372 .. code-block:: llvm
4373
4374    for.body:
4375      ...
4376      %val0 = load i32, i32* %arrayidx, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
4377      ...
4378      store i32 %val0, i32* %arrayidx1, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
4379      ...
4380      br i1 %exitcond, label %for.end, label %for.body, !llvm.loop !0
4381
4382    for.end:
4383    ...
4384    !0 = !{!0}
4385
4386 It is also possible to have nested parallel loops. In that case the
4387 memory accesses refer to a list of loop identifier metadata nodes instead of
4388 the loop identifier metadata node directly:
4389
4390 .. code-block:: llvm
4391
4392    outer.for.body:
4393      ...
4394      %val1 = load i32, i32* %arrayidx3, !llvm.mem.parallel_loop_access !2
4395      ...
4396      br label %inner.for.body
4397
4398    inner.for.body:
4399      ...
4400      %val0 = load i32, i32* %arrayidx1, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
4401      ...
4402      store i32 %val0, i32* %arrayidx2, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
4403      ...
4404      br i1 %exitcond, label %inner.for.end, label %inner.for.body, !llvm.loop !1
4405
4406    inner.for.end:
4407      ...
4408      store i32 %val1, i32* %arrayidx4, !llvm.mem.parallel_loop_access !2
4409      ...
4410      br i1 %exitcond, label %outer.for.end, label %outer.for.body, !llvm.loop !2
4411
4412    outer.for.end:                                          ; preds = %for.body
4413    ...
4414    !0 = !{!1, !2} ; a list of loop identifiers
4415    !1 = !{!1} ; an identifier for the inner loop
4416    !2 = !{!2} ; an identifier for the outer loop
4417
4418 '``llvm.bitsets``'
4419 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4420
4421 The ``llvm.bitsets`` global metadata is used to implement
4422 :doc:`bitsets <BitSets>`.
4423
4424 Module Flags Metadata
4425 =====================
4426
4427 Information about the module as a whole is difficult to convey to LLVM's
4428 subsystems. The LLVM IR isn't sufficient to transmit this information.
4429 The ``llvm.module.flags`` named metadata exists in order to facilitate
4430 this. These flags are in the form of key / value pairs --- much like a
4431 dictionary --- making it easy for any subsystem who cares about a flag to
4432 look it up.
4433
4434 The ``llvm.module.flags`` metadata contains a list of metadata triplets.
4435 Each triplet has the following form:
4436
4437 -  The first element is a *behavior* flag, which specifies the behavior
4438    when two (or more) modules are merged together, and it encounters two
4439    (or more) metadata with the same ID. The supported behaviors are
4440    described below.
4441 -  The second element is a metadata string that is a unique ID for the
4442    metadata. Each module may only have one flag entry for each unique ID (not
4443    including entries with the **Require** behavior).
4444 -  The third element is the value of the flag.
4445
4446 When two (or more) modules are merged together, the resulting
4447 ``llvm.module.flags`` metadata is the union of the modules' flags. That is, for
4448 each unique metadata ID string, there will be exactly one entry in the merged
4449 modules ``llvm.module.flags`` metadata table, and the value for that entry will
4450 be determined by the merge behavior flag, as described below. The only exception
4451 is that entries with the *Require* behavior are always preserved.
4452
4453 The following behaviors are supported:
4454
4455 .. list-table::
4456    :header-rows: 1
4457    :widths: 10 90
4458
4459    * - Value
4460      - Behavior
4461
4462    * - 1
4463      - **Error**
4464            Emits an error if two values disagree, otherwise the resulting value
4465            is that of the operands.
4466
4467    * - 2
4468      - **Warning**
4469            Emits a warning if two values disagree. The result value will be the
4470            operand for the flag from the first module being linked.
4471
4472    * - 3
4473      - **Require**
4474            Adds a requirement that another module flag be present and have a
4475            specified value after linking is performed. The value must be a
4476            metadata pair, where the first element of the pair is the ID of the
4477            module flag to be restricted, and the second element of the pair is
4478            the value the module flag should be restricted to. This behavior can
4479            be used to restrict the allowable results (via triggering of an
4480            error) of linking IDs with the **Override** behavior.
4481
4482    * - 4
4483      - **Override**
4484            Uses the specified value, regardless of the behavior or value of the
4485            other module. If both modules specify **Override**, but the values
4486            differ, an error will be emitted.
4487
4488    * - 5
4489      - **Append**
4490            Appends the two values, which are required to be metadata nodes.
4491
4492    * - 6
4493      - **AppendUnique**
4494            Appends the two values, which are required to be metadata
4495            nodes. However, duplicate entries in the second list are dropped
4496            during the append operation.
4497
4498 It is an error for a particular unique flag ID to have multiple behaviors,
4499 except in the case of **Require** (which adds restrictions on another metadata
4500 value) or **Override**.
4501
4502 An example of module flags:
4503
4504 .. code-block:: llvm
4505
4506     !0 = !{ i32 1, !"foo", i32 1 }
4507     !1 = !{ i32 4, !"bar", i32 37 }
4508     !2 = !{ i32 2, !"qux", i32 42 }
4509     !3 = !{ i32 3, !"qux",
4510       !{
4511         !"foo", i32 1
4512       }
4513     }
4514     !llvm.module.flags = !{ !0, !1, !2, !3 }
4515
4516 -  Metadata ``!0`` has the ID ``!"foo"`` and the value '1'. The behavior
4517    if two or more ``!"foo"`` flags are seen is to emit an error if their
4518    values are not equal.
4519
4520 -  Metadata ``!1`` has the ID ``!"bar"`` and the value '37'. The
4521    behavior if two or more ``!"bar"`` flags are seen is to use the value
4522    '37'.
4523
4524 -  Metadata ``!2`` has the ID ``!"qux"`` and the value '42'. The
4525    behavior if two or more ``!"qux"`` flags are seen is to emit a
4526    warning if their values are not equal.
4527
4528 -  Metadata ``!3`` has the ID ``!"qux"`` and the value:
4529
4530    ::
4531
4532        !{ !"foo", i32 1 }
4533
4534    The behavior is to emit an error if the ``llvm.module.flags`` does not
4535    contain a flag with the ID ``!"foo"`` that has the value '1' after linking is
4536    performed.
4537
4538 Objective-C Garbage Collection Module Flags Metadata
4539 ----------------------------------------------------
4540
4541 On the Mach-O platform, Objective-C stores metadata about garbage
4542 collection in a special section called "image info". The metadata
4543 consists of a version number and a bitmask specifying what types of
4544 garbage collection are supported (if any) by the file. If two or more
4545 modules are linked together their garbage collection metadata needs to
4546 be merged rather than appended together.
4547
4548 The Objective-C garbage collection module flags metadata consists of the
4549 following key-value pairs:
4550
4551 .. list-table::
4552    :header-rows: 1
4553    :widths: 30 70
4554
4555    * - Key
4556      - Value
4557
4558    * - ``Objective-C Version``
4559      - **[Required]** --- The Objective-C ABI version. Valid values are 1 and 2.
4560
4561    * - ``Objective-C Image Info Version``
4562      - **[Required]** --- The version of the image info section. Currently
4563        always 0.
4564
4565    * - ``Objective-C Image Info Section``
4566      - **[Required]** --- The section to place the metadata. Valid values are
4567        ``"__OBJC, __image_info, regular"`` for Objective-C ABI version 1, and
4568        ``"__DATA,__objc_imageinfo, regular, no_dead_strip"`` for
4569        Objective-C ABI version 2.
4570
4571    * - ``Objective-C Garbage Collection``
4572      - **[Required]** --- Specifies whether garbage collection is supported or
4573        not. Valid values are 0, for no garbage collection, and 2, for garbage
4574        collection supported.
4575
4576    * - ``Objective-C GC Only``
4577      - **[Optional]** --- Specifies that only garbage collection is supported.
4578        If present, its value must be 6. This flag requires that the
4579        ``Objective-C Garbage Collection`` flag have the value 2.
4580
4581 Some important flag interactions:
4582
4583 -  If a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 is
4584    merged with a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to
4585    2, then the resulting module has the
4586    ``Objective-C Garbage Collection`` flag set to 0.
4587 -  A module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 cannot be
4588    merged with a module with ``Objective-C GC Only`` set to 6.
4589
4590 Automatic Linker Flags Module Flags Metadata
4591 --------------------------------------------
4592
4593 Some targets support embedding flags to the linker inside individual object
4594 files. Typically this is used in conjunction with language extensions which
4595 allow source files to explicitly declare the libraries they depend on, and have
4596 these automatically be transmitted to the linker via object files.
4597
4598 These flags are encoded in the IR using metadata in the module flags section,
4599 using the ``Linker Options`` key. The merge behavior for this flag is required
4600 to be ``AppendUnique``, and the value for the key is expected to be a metadata
4601 node which should be a list of other metadata nodes, each of which should be a
4602 list of metadata strings defining linker options.
4603
4604 For example, the following metadata section specifies two separate sets of
4605 linker options, presumably to link against ``libz`` and the ``Cocoa``
4606 framework::
4607
4608     !0 = !{ i32 6, !"Linker Options",
4609        !{
4610           !{ !"-lz" },
4611           !{ !"-framework", !"Cocoa" } } }
4612     !llvm.module.flags = !{ !0 }
4613
4614 The metadata encoding as lists of lists of options, as opposed to a collapsed
4615 list of options, is chosen so that the IR encoding can use multiple option
4616 strings to specify e.g., a single library, while still having that specifier be
4617 preserved as an atomic element that can be recognized by a target specific
4618 assembly writer or object file emitter.
4619
4620 Each individual option is required to be either a valid option for the target's
4621 linker, or an option that is reserved by the target specific assembly writer or
4622 object file emitter. No other aspect of these options is defined by the IR.
4623
4624 C type width Module Flags Metadata
4625 ----------------------------------
4626
4627 The ARM backend emits a section into each generated object file describing the
4628 options that it was compiled with (in a compiler-independent way) to prevent
4629 linking incompatible objects, and to allow automatic library selection. Some
4630 of these options are not visible at the IR level, namely wchar_t width and enum
4631 width.
4632
4633 To pass this information to the backend, these options are encoded in module
4634 flags metadata, using the following key-value pairs:
4635
4636 .. list-table::
4637    :header-rows: 1
4638    :widths: 30 70
4639
4640    * - Key
4641      - Value
4642
4643    * - short_wchar
4644      - * 0 --- sizeof(wchar_t) == 4
4645        * 1 --- sizeof(wchar_t) == 2
4646
4647    * - short_enum
4648      - * 0 --- Enums are at least as large as an ``int``.
4649        * 1 --- Enums are stored in the smallest integer type which can
4650          represent all of its values.
4651
4652 For example, the following metadata section specifies that the module was
4653 compiled with a ``wchar_t`` width of 4 bytes, and the underlying type of an
4654 enum is the smallest type which can represent all of its values::
4655
4656     !llvm.module.flags = !{!0, !1}
4657     !0 = !{i32 1, !"short_wchar", i32 1}
4658     !1 = !{i32 1, !"short_enum", i32 0}
4659
4660 .. _intrinsicglobalvariables:
4661
4662 Intrinsic Global Variables
4663 ==========================
4664
4665 LLVM has a number of "magic" global variables that contain data that
4666 affect code generation or other IR semantics. These are documented here.
4667 All globals of this sort should have a section specified as
4668 "``llvm.metadata``". This section and all globals that start with
4669 "``llvm.``" are reserved for use by LLVM.
4670
4671 .. _gv_llvmused:
4672
4673 The '``llvm.used``' Global Variable
4674 -----------------------------------
4675
4676 The ``@llvm.used`` global is an array which has
4677 :ref:`appending linkage <linkage_appending>`. This array contains a list of
4678 pointers to named global variables, functions and aliases which may optionally
4679 have a pointer cast formed of bitcast or getelementptr. For example, a legal
4680 use of it is:
4681
4682 .. code-block:: llvm
4683
4684     @X = global i8 4
4685     @Y = global i32 123
4686
4687     @llvm.used = appending global [2 x i8*] [
4688        i8* @X,
4689        i8* bitcast (i32* @Y to i8*)
4690     ], section "llvm.metadata"
4691
4692 If a symbol appears in the ``@llvm.used`` list, then the compiler, assembler,
4693 and linker are required to treat the symbol as if there is a reference to the
4694 symbol that it cannot see (which is why they have to be named). For example, if
4695 a variable has internal linkage and no references other than that from the
4696 ``@llvm.used`` list, it cannot be deleted. This is commonly used to represent
4697 references from inline asms and other things the compiler cannot "see", and
4698 corresponds to "``attribute((used))``" in GNU C.
4699
4700 On some targets, the code generator must emit a directive to the
4701 assembler or object file to prevent the assembler and linker from
4702 molesting the symbol.
4703
4704 .. _gv_llvmcompilerused:
4705
4706 The '``llvm.compiler.used``' Global Variable
4707 --------------------------------------------
4708
4709 The ``@llvm.compiler.used`` directive is the same as the ``@llvm.used``
4710 directive, except that it only prevents the compiler from touching the
4711 symbol. On targets that support it, this allows an intelligent linker to
4712 optimize references to the symbol without being impeded as it would be
4713 by ``@llvm.used``.
4714
4715 This is a rare construct that should only be used in rare circumstances,
4716 and should not be exposed to source languages.
4717
4718 .. _gv_llvmglobalctors:
4719
4720 The '``llvm.global_ctors``' Global Variable
4721 -------------------------------------------
4722
4723 .. code-block:: llvm
4724
4725     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
4726     @llvm.global_ctors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @ctor, i8* @data }]
4727
4728 The ``@llvm.global_ctors`` array contains a list of constructor
4729 functions, priorities, and an optional associated global or function.
4730 The functions referenced by this array will be called in ascending order
4731 of priority (i.e. lowest first) when the module is loaded. The order of
4732 functions with the same priority is not defined.
4733
4734 If the third field is present, non-null, and points to a global variable
4735 or function, the initializer function will only run if the associated
4736 data from the current module is not discarded.
4737
4738 .. _llvmglobaldtors:
4739
4740 The '``llvm.global_dtors``' Global Variable
4741 -------------------------------------------
4742
4743 .. code-block:: llvm
4744
4745     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
4746     @llvm.global_dtors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @dtor, i8* @data }]
4747
4748 The ``@llvm.global_dtors`` array contains a list of destructor
4749 functions, priorities, and an optional associated global or function.
4750 The functions referenced by this array will be called in descending
4751 order of priority (i.e. highest first) when the module is unloaded. The
4752 order of functions with the same priority is not defined.
4753
4754 If the third field is present, non-null, and points to a global variable
4755 or function, the destructor function will only run if the associated
4756 data from the current module is not discarded.
4757
4758 Instruction Reference
4759 =====================
4760
4761 The LLVM instruction set consists of several different classifications
4762 of instructions: :ref:`terminator instructions <terminators>`, :ref:`binary
4763 instructions <binaryops>`, :ref:`bitwise binary
4764 instructions <bitwiseops>`, :ref:`memory instructions <memoryops>`, and
4765 :ref:`other instructions <otherops>`.
4766
4767 .. _terminators:
4768
4769 Terminator Instructions
4770 -----------------------
4771
4772 As mentioned :ref:`previously <functionstructure>`, every basic block in a
4773 program ends with a "Terminator" instruction, which indicates which
4774 block should be executed after the current block is finished. These
4775 terminator instructions typically yield a '``void``' value: they produce
4776 control flow, not values (the one exception being the
4777 ':ref:`invoke <i_invoke>`' instruction).
4778
4779 The terminator instructions are: ':ref:`ret <i_ret>`',
4780 ':ref:`br <i_br>`', ':ref:`switch <i_switch>`',
4781 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`', ':ref:`invoke <i_invoke>`',
4782 ':ref:`resume <i_resume>`', ':ref:`catchpad <i_catchpad>`',
4783 ':ref:`catchendpad <i_catchendpad>`',
4784 ':ref:`catchret <i_catchret>`',
4785 ':ref:`cleanupendpad <i_cleanupendpad>`',
4786 ':ref:`cleanupret <i_cleanupret>`',
4787 ':ref:`terminatepad <i_terminatepad>`',
4788 and ':ref:`unreachable <i_unreachable>`'.
4789
4790 .. _i_ret:
4791
4792 '``ret``' Instruction
4793 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4794
4795 Syntax:
4796 """""""
4797
4798 ::
4799
4800       ret <type> <value>       ; Return a value from a non-void function
4801       ret void                 ; Return from void function
4802
4803 Overview:
4804 """""""""
4805
4806 The '``ret``' instruction is used to return control flow (and optionally
4807 a value) from a function back to the caller.
4808
4809 There are two forms of the '``ret``' instruction: one that returns a
4810 value and then causes control flow, and one that just causes control
4811 flow to occur.
4812
4813 Arguments:
4814 """"""""""
4815
4816 The '``ret``' instruction optionally accepts a single argument, the
4817 return value. The type of the return value must be a ':ref:`first
4818 class <t_firstclass>`' type.
4819
4820 A function is not :ref:`well formed <wellformed>` if it it has a non-void
4821 return type and contains a '``ret``' instruction with no return value or
4822 a return value with a type that does not match its type, or if it has a
4823 void return type and contains a '``ret``' instruction with a return
4824 value.
4825
4826 Semantics:
4827 """"""""""
4828
4829 When the '``ret``' instruction is executed, control flow returns back to
4830 the calling function's context. If the caller is a
4831 ":ref:`call <i_call>`" instruction, execution continues at the
4832 instruction after the call. If the caller was an
4833 ":ref:`invoke <i_invoke>`" instruction, execution continues at the
4834 beginning of the "normal" destination block. If the instruction returns
4835 a value, that value shall set the call or invoke instruction's return
4836 value.
4837
4838 Example:
4839 """"""""
4840
4841 .. code-block:: llvm
4842
4843       ret i32 5                       ; Return an integer value of 5
4844       ret void                        ; Return from a void function
4845       ret { i32, i8 } { i32 4, i8 2 } ; Return a struct of values 4 and 2
4846
4847 .. _i_br:
4848
4849 '``br``' Instruction
4850 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4851
4852 Syntax:
4853 """""""
4854
4855 ::
4856
4857       br i1 <cond>, label <iftrue>, label <iffalse>
4858       br label <dest>          ; Unconditional branch
4859
4860 Overview:
4861 """""""""
4862
4863 The '``br``' instruction is used to cause control flow to transfer to a
4864 different basic block in the current function. There are two forms of
4865 this instruction, corresponding to a conditional branch and an
4866 unconditional branch.
4867
4868 Arguments:
4869 """"""""""
4870
4871 The conditional branch form of the '``br``' instruction takes a single
4872 '``i1``' value and two '``label``' values. The unconditional form of the
4873 '``br``' instruction takes a single '``label``' value as a target.
4874
4875 Semantics:
4876 """"""""""
4877
4878 Upon execution of a conditional '``br``' instruction, the '``i1``'
4879 argument is evaluated. If the value is ``true``, control flows to the
4880 '``iftrue``' ``label`` argument. If "cond" is ``false``, control flows
4881 to the '``iffalse``' ``label`` argument.
4882
4883 Example:
4884 """"""""
4885
4886 .. code-block:: llvm
4887
4888     Test:
4889       %cond = icmp eq i32 %a, %b
4890       br i1 %cond, label %IfEqual, label %IfUnequal
4891     IfEqual:
4892       ret i32 1
4893     IfUnequal:
4894       ret i32 0
4895
4896 .. _i_switch:
4897
4898 '``switch``' Instruction
4899 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4900
4901 Syntax:
4902 """""""
4903
4904 ::
4905
4906       switch <intty> <value>, label <defaultdest> [ <intty> <val>, label <dest> ... ]
4907
4908 Overview:
4909 """""""""
4910
4911 The '``switch``' instruction is used to transfer control flow to one of
4912 several different places. It is a generalization of the '``br``'
4913 instruction, allowing a branch to occur to one of many possible
4914 destinations.
4915
4916 Arguments:
4917 """"""""""
4918
4919 The '``switch``' instruction uses three parameters: an integer
4920 comparison value '``value``', a default '``label``' destination, and an
4921 array of pairs of comparison value constants and '``label``'s. The table
4922 is not allowed to contain duplicate constant entries.
4923
4924 Semantics:
4925 """"""""""
4926
4927 The ``switch`` instruction specifies a table of values and destinations.
4928 When the '``switch``' instruction is executed, this table is searched
4929 for the given value. If the value is found, control flow is transferred
4930 to the corresponding destination; otherwise, control flow is transferred
4931 to the default destination.
4932
4933 Implementation:
4934 """""""""""""""
4935
4936 Depending on properties of the target machine and the particular
4937 ``switch`` instruction, this instruction may be code generated in
4938 different ways. For example, it could be generated as a series of
4939 chained conditional branches or with a lookup table.
4940
4941 Example:
4942 """"""""
4943
4944 .. code-block:: llvm
4945
4946      ; Emulate a conditional br instruction
4947      %Val = zext i1 %value to i32
4948      switch i32 %Val, label %truedest [ i32 0, label %falsedest ]
4949
4950      ; Emulate an unconditional br instruction
4951      switch i32 0, label %dest [ ]
4952
4953      ; Implement a jump table:
4954      switch i32 %val, label %otherwise [ i32 0, label %onzero
4955                                          i32 1, label %onone
4956                                          i32 2, label %ontwo ]
4957
4958 .. _i_indirectbr:
4959
4960 '``indirectbr``' Instruction
4961 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4962
4963 Syntax:
4964 """""""
4965
4966 ::
4967
4968       indirectbr <somety>* <address>, [ label <dest1>, label <dest2>, ... ]
4969
4970 Overview:
4971 """""""""
4972
4973 The '``indirectbr``' instruction implements an indirect branch to a
4974 label within the current function, whose address is specified by
4975 "``address``". Address must be derived from a
4976 :ref:`blockaddress <blockaddress>` constant.
4977
4978 Arguments:
4979 """"""""""
4980
4981 The '``address``' argument is the address of the label to jump to. The
4982 rest of the arguments indicate the full set of possible destinations
4983 that the address may point to. Blocks are allowed to occur multiple
4984 times in the destination list, though this isn't particularly useful.
4985
4986 This destination list is required so that dataflow analysis has an
4987 accurate understanding of the CFG.
4988
4989 Semantics:
4990 """"""""""
4991
4992 Control transfers to the block specified in the address argument. All
4993 possible destination blocks must be listed in the label list, otherwise
4994 this instruction has undefined behavior. This implies that jumps to
4995 labels defined in other functions have undefined behavior as well.
4996
4997 Implementation:
4998 """""""""""""""
4999
5000 This is typically implemented with a jump through a register.
5001
5002 Example:
5003 """"""""
5004
5005 .. code-block:: llvm
5006
5007      indirectbr i8* %Addr, [ label %bb1, label %bb2, label %bb3 ]
5008
5009 .. _i_invoke:
5010
5011 '``invoke``' Instruction
5012 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5013
5014 Syntax:
5015 """""""
5016
5017 ::
5018
5019       <result> = invoke [cconv] [ret attrs] <ptr to function ty> <function ptr val>(<function args>) [fn attrs]
5020                     to label <normal label> unwind label <exception label>
5021
5022 Overview:
5023 """""""""
5024
5025 The '``invoke``' instruction causes control to transfer to a specified
5026 function, with the possibility of control flow transfer to either the
5027 '``normal``' label or the '``exception``' label. If the callee function
5028 returns with the "``ret``" instruction, control flow will return to the
5029 "normal" label. If the callee (or any indirect callees) returns via the
5030 ":ref:`resume <i_resume>`" instruction or other exception handling
5031 mechanism, control is interrupted and continued at the dynamically
5032 nearest "exception" label.
5033
5034 The '``exception``' label is a `landing
5035 pad <ExceptionHandling.html#overview>`_ for the exception. As such,
5036 '``exception``' label is required to have the
5037 ":ref:`landingpad <i_landingpad>`" instruction, which contains the
5038 information about the behavior of the program after unwinding happens,
5039 as its first non-PHI instruction. The restrictions on the
5040 "``landingpad``" instruction's tightly couples it to the "``invoke``"
5041 instruction, so that the important information contained within the
5042 "``landingpad``" instruction can't be lost through normal code motion.
5043
5044 Arguments:
5045 """"""""""
5046
5047 This instruction requires several arguments:
5048
5049 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
5050    convention <callingconv>` the call should use. If none is
5051    specified, the call defaults to using C calling conventions.
5052 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
5053    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
5054    are valid here.
5055 #. '``ptr to function ty``': shall be the signature of the pointer to
5056    function value being invoked. In most cases, this is a direct
5057    function invocation, but indirect ``invoke``'s are just as possible,
5058    branching off an arbitrary pointer to function value.
5059 #. '``function ptr val``': An LLVM value containing a pointer to a
5060    function to be invoked.
5061 #. '``function args``': argument list whose types match the function
5062    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
5063    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
5064    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
5065    extra arguments can be specified.
5066 #. '``normal label``': the label reached when the called function
5067    executes a '``ret``' instruction.
5068 #. '``exception label``': the label reached when a callee returns via
5069    the :ref:`resume <i_resume>` instruction or other exception handling
5070    mechanism.
5071 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list. Only
5072    '``noreturn``', '``nounwind``', '``readonly``' and '``readnone``'
5073    attributes are valid here.
5074
5075 Semantics:
5076 """"""""""
5077
5078 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
5079 instruction in most regards. The primary difference is that it
5080 establishes an association with a label, which is used by the runtime
5081 library to unwind the stack.
5082
5083 This instruction is used in languages with destructors to ensure that
5084 proper cleanup is performed in the case of either a ``longjmp`` or a
5085 thrown exception. Additionally, this is important for implementation of
5086 '``catch``' clauses in high-level languages that support them.
5087
5088 For the purposes of the SSA form, the definition of the value returned
5089 by the '``invoke``' instruction is deemed to occur on the edge from the
5090 current block to the "normal" label. If the callee unwinds then no
5091 return value is available.
5092
5093 Example:
5094 """"""""
5095
5096 .. code-block:: llvm
5097
5098       %retval = invoke i32 @Test(i32 15) to label %Continue
5099                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
5100       %retval = invoke coldcc i32 %Testfnptr(i32 15) to label %Continue
5101                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
5102
5103 .. _i_resume:
5104
5105 '``resume``' Instruction
5106 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5107
5108 Syntax:
5109 """""""
5110
5111 ::
5112
5113       resume <type> <value>
5114
5115 Overview:
5116 """""""""
5117
5118 The '``resume``' instruction is a terminator instruction that has no
5119 successors.
5120
5121 Arguments:
5122 """"""""""
5123
5124 The '``resume``' instruction requires one argument, which must have the
5125 same type as the result of any '``landingpad``' instruction in the same
5126 function.
5127
5128 Semantics:
5129 """"""""""
5130
5131 The '``resume``' instruction resumes propagation of an existing
5132 (in-flight) exception whose unwinding was interrupted with a
5133 :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction.
5134
5135 Example:
5136 """"""""
5137
5138 .. code-block:: llvm
5139
5140       resume { i8*, i32 } %exn
5141
5142 .. _i_catchpad:
5143
5144 '``catchpad``' Instruction
5145 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5146
5147 Syntax:
5148 """""""
5149
5150 ::
5151
5152       <resultval> = catchpad [<args>*]
5153           to label <normal label> unwind label <exception label>
5154
5155 Overview:
5156 """""""""
5157
5158 The '``catchpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
5159 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
5160 is a catch block --- one where a personality routine attempts to transfer
5161 control to catch an exception.
5162 The ``args`` correspond to whatever information the personality
5163 routine requires to know if this is an appropriate place to catch the
5164 exception. Control is tranfered to the ``exception`` label if the
5165 ``catchpad`` is not an appropriate handler for the in-flight exception.
5166 The ``normal`` label should contain the code found in the ``catch``
5167 portion of a ``try``/``catch`` sequence. The ``resultval`` has the type
5168 :ref:`token <t_token>` and is used to match the ``catchpad`` to
5169 corresponding :ref:`catchrets <i_catchret>`.
5170
5171 Arguments:
5172 """"""""""
5173
5174 The instruction takes a list of arbitrary values which are interpreted
5175 by the :ref:`personality function <personalityfn>`.
5176
5177 The ``catchpad`` must be provided a ``normal`` label to transfer control
5178 to if the ``catchpad`` matches the exception and an ``exception``
5179 label to transfer control to if it doesn't.
5180
5181 Semantics:
5182 """"""""""
5183
5184 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
5185 the exception is compared against the ``args``. If it doesn't match,
5186 then control is transfered to the ``exception`` basic block.
5187 As with calling conventions, how the personality function results are
5188 represented in LLVM IR is target specific.
5189
5190 The ``catchpad`` instruction has several restrictions:
5191
5192 -  A catch block is a basic block which is the unwind destination of
5193    an exceptional instruction.
5194 -  A catch block must have a '``catchpad``' instruction as its
5195    first non-PHI instruction.
5196 -  A catch block's ``exception`` edge must refer to a catch block or a
5197    catch-end block.
5198 -  There can be only one '``catchpad``' instruction within the
5199    catch block.
5200 -  A basic block that is not a catch block may not include a
5201    '``catchpad``' instruction.
5202 -  A catch block which has another catch block as a predecessor may not have
5203    any other predecessors.
5204 -  It is undefined behavior for control to transfer from a ``catchpad`` to a
5205    ``ret`` without first executing a ``catchret`` that consumes the
5206    ``catchpad`` or unwinding through its ``catchendpad``.
5207 -  It is undefined behavior for control to transfer from a ``catchpad`` to
5208    itself without first executing a ``catchret`` that consumes the
5209    ``catchpad`` or unwinding through its ``catchendpad``.
5210
5211 Example:
5212 """"""""
5213
5214 .. code-block:: llvm
5215
5216       ;; A catch block which can catch an integer.
5217       %tok = catchpad [i8** @_ZTIi]
5218         to label %int.handler unwind label %terminate
5219
5220 .. _i_catchendpad:
5221
5222 '``catchendpad``' Instruction
5223 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5224
5225 Syntax:
5226 """""""
5227
5228 ::
5229
5230       catchendpad unwind label <nextaction>
5231       catchendpad unwind to caller
5232
5233 Overview:
5234 """""""""
5235
5236 The '``catchendpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
5237 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to communicate to the
5238 :ref:`personality function <personalityfn>` which invokes are associated
5239 with a chain of :ref:`catchpad <i_catchpad>` instructions; propagating an
5240 exception out of a catch handler is represented by unwinding through its
5241 ``catchendpad``.  Unwinding to the outer scope when a chain of catch handlers
5242 do not handle an exception is also represented by unwinding through their
5243 ``catchendpad``.
5244
5245 The ``nextaction`` label indicates where control should transfer to if
5246 none of the ``catchpad`` instructions are suitable for catching the
5247 in-flight exception.
5248
5249 If a ``nextaction`` label is not present, the instruction unwinds out of
5250 its parent function. The
5251 :ref:`personality function <personalityfn>` will continue processing
5252 exception handling actions in the caller.
5253
5254 Arguments:
5255 """"""""""
5256
5257 The instruction optionally takes a label, ``nextaction``, indicating
5258 where control should transfer to if none of the preceding
5259 ``catchpad`` instructions are suitable for the in-flight exception.
5260
5261 Semantics:
5262 """"""""""
5263
5264 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown
5265 and none of the constituent ``catchpad`` instructions match, then
5266 control is transfered to ``nextaction`` if it is present. If it is not
5267 present, control is transfered to the caller.
5268
5269 The ``catchendpad`` instruction has several restrictions:
5270
5271 -  A catch-end block is a basic block which is the unwind destination of
5272    an exceptional instruction.
5273 -  A catch-end block must have a '``catchendpad``' instruction as its
5274    first non-PHI instruction.
5275 -  There can be only one '``catchendpad``' instruction within the
5276    catch-end block.
5277 -  A basic block that is not a catch-end block may not include a
5278    '``catchendpad``' instruction.
5279 -  Exactly one catch block may unwind to a ``catchendpad``.
5280 - It is undefined behavior to execute a ``catchendpad`` if none of the
5281   '``catchpad``'s chained to it have been executed.
5282 - It is undefined behavior to execute a ``catchendpad`` twice without an
5283   intervening execution of one or more of the '``catchpad``'s chained to it.
5284 - It is undefined behavior to execute a ``catchendpad`` if, after the most
5285   recent execution of the normal successor edge of any ``catchpad`` chained
5286   to it, some ``catchret`` consuming that ``catchpad`` has already been
5287   executed.
5288 - It is undefined behavior to execute a ``catchendpad`` if, after the most
5289   recent execution of the normal successor edge of any ``catchpad`` chained
5290   to it, any other ``catchpad`` or ``cleanuppad`` has been executed but has
5291   not had a corresponding
5292   ``catchret``/``cleanupret``/``catchendpad``/``cleanupendpad`` executed.
5293
5294 Example:
5295 """"""""
5296
5297 .. code-block:: llvm
5298
5299       catchendpad unwind label %terminate
5300       catchendpad unwind to caller
5301
5302 .. _i_catchret:
5303
5304 '``catchret``' Instruction
5305 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5306
5307 Syntax:
5308 """""""
5309
5310 ::
5311
5312       catchret <value> to label <normal>
5313
5314 Overview:
5315 """""""""
5316
5317 The '``catchret``' instruction is a terminator instruction that has a
5318 single successor.
5319
5320
5321 Arguments:
5322 """"""""""
5323
5324 The first argument to a '``catchret``' indicates which ``catchpad`` it
5325 exits.  It must be a :ref:`catchpad <i_catchpad>`.
5326 The second argument to a '``catchret``' specifies where control will
5327 transfer to next.
5328
5329 Semantics:
5330 """"""""""
5331
5332 The '``catchret``' instruction ends the existing (in-flight) exception
5333 whose unwinding was interrupted with a
5334 :ref:`catchpad <i_catchpad>` instruction.
5335 The :ref:`personality function <personalityfn>` gets a chance to execute
5336 arbitrary code to, for example, run a C++ destructor.
5337 Control then transfers to ``normal``.
5338 It may be passed an optional, personality specific, value.
5339
5340 It is undefined behavior to execute a ``catchret`` whose ``catchpad`` has
5341 not been executed.
5342
5343 It is undefined behavior to execute a ``catchret`` if, after the most recent
5344 execution of its ``catchpad``, some ``catchret`` or ``catchendpad`` linked
5345 to the same ``catchpad`` has already been executed.
5346
5347 It is undefined behavior to execute a ``catchret`` if, after the most recent
5348 execution of its ``catchpad``, any other ``catchpad`` or ``cleanuppad`` has
5349 been executed but has not had a corresponding
5350 ``catchret``/``cleanupret``/``catchendpad``/``cleanupendpad`` executed.
5351
5352 Example:
5353 """"""""
5354
5355 .. code-block:: llvm
5356
5357       catchret %catch label %continue
5358
5359 .. _i_cleanupendpad:
5360
5361 '``cleanupendpad``' Instruction
5362 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5363
5364 Syntax:
5365 """""""
5366
5367 ::
5368
5369       cleanupendpad <value> unwind label <nextaction>
5370       cleanupendpad <value> unwind to caller
5371
5372 Overview:
5373 """""""""
5374
5375 The '``cleanupendpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
5376 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to communicate to the
5377 :ref:`personality function <personalityfn>` which invokes are associated
5378 with a :ref:`cleanuppad <i_cleanuppad>` instructions; propagating an exception
5379 out of a cleanup is represented by unwinding through its ``cleanupendpad``.
5380
5381 The ``nextaction`` label indicates where control should unwind to next, in the
5382 event that a cleanup is exited by means of an(other) exception being raised.
5383
5384 If a ``nextaction`` label is not present, the instruction unwinds out of
5385 its parent function. The
5386 :ref:`personality function <personalityfn>` will continue processing
5387 exception handling actions in the caller.
5388
5389 Arguments:
5390 """"""""""
5391
5392 The '``cleanupendpad``' instruction requires one argument, which indicates
5393 which ``cleanuppad`` it exits, and must be a :ref:`cleanuppad <i_cleanuppad>`.
5394 It also has an optional successor, ``nextaction``, indicating where control
5395 should transfer to.
5396
5397 Semantics:
5398 """"""""""
5399
5400 When and exception propagates to a ``cleanupendpad``, control is transfered to
5401 ``nextaction`` if it is present. If it is not present, control is transfered to
5402 the caller.
5403
5404 The ``cleanupendpad`` instruction has several restrictions:
5405
5406 -  A cleanup-end block is a basic block which is the unwind destination of
5407    an exceptional instruction.
5408 -  A cleanup-end block must have a '``cleanupendpad``' instruction as its
5409    first non-PHI instruction.
5410 -  There can be only one '``cleanupendpad``' instruction within the
5411    cleanup-end block.
5412 -  A basic block that is not a cleanup-end block may not include a
5413    '``cleanupendpad``' instruction.
5414 - It is undefined behavior to execute a ``cleanupendpad`` whose ``cleanuppad``
5415   has not been executed.
5416 - It is undefined behavior to execute a ``cleanupendpad`` if, after the most
5417   recent execution of its ``cleanuppad``, some ``cleanupret`` or ``cleanupendpad``
5418   consuming the same ``cleanuppad`` has already been executed.
5419 - It is undefined behavior to execute a ``cleanupendpad`` if, after the most
5420   recent execution of its ``cleanuppad``, any other ``cleanuppad`` or
5421   ``catchpad`` has been executed but has not had a corresponding
5422   ``cleanupret``/``catchret``/``cleanupendpad``/``catchendpad`` executed.
5423
5424 Example:
5425 """"""""
5426
5427 .. code-block:: llvm
5428
5429       cleanupendpad %cleanup unwind label %terminate
5430       cleanupendpad %cleanup unwind to caller
5431
5432 .. _i_cleanupret:
5433
5434 '``cleanupret``' Instruction
5435 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5436
5437 Syntax:
5438 """""""
5439
5440 ::
5441
5442       cleanupret <value> unwind label <continue>
5443       cleanupret <value> unwind to caller
5444
5445 Overview:
5446 """""""""
5447
5448 The '``cleanupret``' instruction is a terminator instruction that has
5449 an optional successor.
5450
5451
5452 Arguments:
5453 """"""""""
5454
5455 The '``cleanupret``' instruction requires one argument, which indicates
5456 which ``cleanuppad`` it exits, and must be a :ref:`cleanuppad <i_cleanuppad>`.
5457 It also has an optional successor, ``continue``.
5458
5459 Semantics:
5460 """"""""""
5461
5462 The '``cleanupret``' instruction indicates to the
5463 :ref:`personality function <personalityfn>` that one
5464 :ref:`cleanuppad <i_cleanuppad>` it transferred control to has ended.
5465 It transfers control to ``continue`` or unwinds out of the function.
5466
5467 It is undefined behavior to execute a ``cleanupret`` whose ``cleanuppad`` has
5468 not been executed.
5469
5470 It is undefined behavior to execute a ``cleanupret`` if, after the most recent
5471 execution of its ``cleanuppad``, some ``cleanupret`` or ``cleanupendpad``
5472 consuming the same ``cleanuppad`` has already been executed.
5473
5474 It is undefined behavior to execute a ``cleanupret`` if, after the most recent
5475 execution of its ``cleanuppad``, any other ``cleanuppad`` or ``catchpad`` has
5476 been executed but has not had a corresponding
5477 ``cleanupret``/``catchret``/``cleanupendpad``/``catchendpad`` executed.
5478
5479 Example:
5480 """"""""
5481
5482 .. code-block:: llvm
5483
5484       cleanupret %cleanup unwind to caller
5485       cleanupret %cleanup unwind label %continue
5486
5487 .. _i_terminatepad:
5488
5489 '``terminatepad``' Instruction
5490 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5491
5492 Syntax:
5493 """""""
5494
5495 ::
5496
5497       terminatepad [<args>*] unwind label <exception label>
5498       terminatepad [<args>*] unwind to caller
5499
5500 Overview:
5501 """""""""
5502
5503 The '``terminatepad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
5504 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
5505 is a terminate block --- one where a personality routine may decide to
5506 terminate the program.
5507 The ``args`` correspond to whatever information the personality
5508 routine requires to know if this is an appropriate place to terminate the
5509 program. Control is transferred to the ``exception`` label if the
5510 personality routine decides not to terminate the program for the
5511 in-flight exception.
5512
5513 Arguments:
5514 """"""""""
5515
5516 The instruction takes a list of arbitrary values which are interpreted
5517 by the :ref:`personality function <personalityfn>`.
5518
5519 The ``terminatepad`` may be given an ``exception`` label to
5520 transfer control to if the in-flight exception matches the ``args``.
5521
5522 Semantics:
5523 """"""""""
5524
5525 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
5526 the exception is compared against the ``args``. If it matches,
5527 then control is transfered to the ``exception`` basic block. Otherwise,
5528 the program is terminated via personality-specific means. Typically,
5529 the first argument to ``terminatepad`` specifies what function the
5530 personality should defer to in order to terminate the program.
5531
5532 The ``terminatepad`` instruction has several restrictions:
5533
5534 -  A terminate block is a basic block which is the unwind destination of
5535    an exceptional instruction.
5536 -  A terminate block must have a '``terminatepad``' instruction as its
5537    first non-PHI instruction.
5538 -  There can be only one '``terminatepad``' instruction within the
5539    terminate block.
5540 -  A basic block that is not a terminate block may not include a
5541    '``terminatepad``' instruction.
5542
5543 Example:
5544 """"""""
5545
5546 .. code-block:: llvm
5547
5548       ;; A terminate block which only permits integers.
5549       terminatepad [i8** @_ZTIi] unwind label %continue
5550
5551 .. _i_unreachable:
5552
5553 '``unreachable``' Instruction
5554 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5555
5556 Syntax:
5557 """""""
5558
5559 ::
5560
5561       unreachable
5562
5563 Overview:
5564 """""""""
5565
5566 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics. This
5567 instruction is used to inform the optimizer that a particular portion of
5568 the code is not reachable. This can be used to indicate that the code
5569 after a no-return function cannot be reached, and other facts.
5570
5571 Semantics:
5572 """"""""""
5573
5574 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics.
5575
5576 .. _binaryops:
5577
5578 Binary Operations
5579 -----------------
5580
5581 Binary operators are used to do most of the computation in a program.
5582 They require two operands of the same type, execute an operation on
5583 them, and produce a single value. The operands might represent multiple
5584 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
5585 result value has the same type as its operands.
5586
5587 There are several different binary operators:
5588
5589 .. _i_add:
5590
5591 '``add``' Instruction
5592 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5593
5594 Syntax:
5595 """""""
5596
5597 ::
5598
5599       <result> = add <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
5600       <result> = add nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
5601       <result> = add nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
5602       <result> = add nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
5603
5604 Overview:
5605 """""""""
5606
5607 The '``add``' instruction returns the sum of its two operands.
5608
5609 Arguments:
5610 """"""""""
5611
5612 The two arguments to the '``add``' instruction must be
5613 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
5614 arguments must have identical types.
5615
5616 Semantics:
5617 """"""""""
5618
5619 The value produced is the integer sum of the two operands.
5620
5621 If the sum has unsigned overflow, the result returned is the
5622 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
5623 the result.
5624
5625 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
5626 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
5627
5628 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
5629 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
5630 result value of the ``add`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
5631 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
5632
5633 Example:
5634 """"""""
5635
5636 .. code-block:: llvm
5637
5638       <result> = add i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 + %var
5639
5640 .. _i_fadd:
5641
5642 '``fadd``' Instruction
5643 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5644
5645 Syntax:
5646 """""""
5647
5648 ::
5649
5650       <result> = fadd [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
5651
5652 Overview:
5653 """""""""
5654
5655 The '``fadd``' instruction returns the sum of its two operands.
5656
5657 Arguments:
5658 """"""""""
5659
5660 The two arguments to the '``fadd``' instruction must be :ref:`floating
5661 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
5662 Both arguments must have identical types.
5663
5664 Semantics:
5665 """"""""""
5666
5667 The value produced is the floating point sum of the two operands. This
5668 instruction can also take any number of :ref:`fast-math flags <fastmath>`,
5669 which are optimization hints to enable otherwise unsafe floating point
5670 optimizations:
5671
5672 Example:
5673 """"""""
5674
5675 .. code-block:: llvm
5676
5677       <result> = fadd float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 + %var
5678
5679 '``sub``' Instruction
5680 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5681
5682 Syntax:
5683 """""""
5684
5685 ::
5686
5687       <result> = sub <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
5688       <result> = sub nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
5689       <result> = sub nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
5690       <result> = sub nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
5691
5692 Overview:
5693 """""""""
5694
5695 The '``sub``' instruction returns the difference of its two operands.
5696
5697 Note that the '``sub``' instruction is used to represent the '``neg``'
5698 instruction present in most other intermediate representations.
5699
5700 Arguments:
5701 """"""""""
5702
5703 The two arguments to the '``sub``' instruction must be
5704 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
5705 arguments must have identical types.
5706
5707 Semantics:
5708 """"""""""
5709
5710 The value produced is the integer difference of the two operands.
5711
5712 If the difference has unsigned overflow, the result returned is the
5713 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
5714 the result.
5715
5716 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
5717 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
5718
5719 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
5720 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
5721 result value of the ``sub`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
5722 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
5723
5724 Example:
5725 """"""""
5726
5727 .. code-block:: llvm
5728
5729       <result> = sub i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 - %var
5730       <result> = sub i32 0, %val          ; yields i32:result = -%var
5731
5732 .. _i_fsub:
5733
5734 '``fsub``' Instruction
5735 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5736
5737 Syntax:
5738 """""""
5739
5740 ::
5741
5742       <result> = fsub [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
5743
5744 Overview:
5745 """""""""
5746
5747 The '``fsub``' instruction returns the difference of its two operands.
5748
5749 Note that the '``fsub``' instruction is used to represent the '``fneg``'
5750 instruction present in most other intermediate representations.
5751
5752 Arguments:
5753 """"""""""
5754
5755 The two arguments to the '``fsub``' instruction must be :ref:`floating
5756 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
5757 Both arguments must have identical types.
5758
5759 Semantics:
5760 """"""""""
5761
5762 The value produced is the floating point difference of the two operands.
5763 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
5764 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
5765 unsafe floating point optimizations:
5766
5767 Example:
5768 """"""""
5769
5770 .. code-block:: llvm
5771
5772       <result> = fsub float 4.0, %var           ; yields float:result = 4.0 - %var
5773       <result> = fsub float -0.0, %val          ; yields float:result = -%var
5774
5775 '``mul``' Instruction
5776 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5777
5778 Syntax:
5779 """""""
5780
5781 ::
5782
5783       <result> = mul <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
5784       <result> = mul nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
5785       <result> = mul nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
5786       <result> = mul nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
5787
5788 Overview:
5789 """""""""
5790
5791 The '``mul``' instruction returns the product of its two operands.
5792
5793 Arguments:
5794 """"""""""
5795
5796 The two arguments to the '``mul``' instruction must be
5797 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
5798 arguments must have identical types.
5799
5800 Semantics:
5801 """"""""""
5802
5803 The value produced is the integer product of the two operands.
5804
5805 If the result of the multiplication has unsigned overflow, the result
5806 returned is the mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the
5807 bit width of the result.
5808
5809 Because LLVM integers use a two's complement representation, and the
5810 result is the same width as the operands, this instruction returns the
5811 correct result for both signed and unsigned integers. If a full product
5812 (e.g. ``i32`` * ``i32`` -> ``i64``) is needed, the operands should be
5813 sign-extended or zero-extended as appropriate to the width of the full
5814 product.
5815
5816 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
5817 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
5818 result value of the ``mul`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
5819 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
5820
5821 Example:
5822 """"""""
5823
5824 .. code-block:: llvm
5825
5826       <result> = mul i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 * %var
5827
5828 .. _i_fmul:
5829
5830 '``fmul``' Instruction
5831 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5832
5833 Syntax:
5834 """""""
5835
5836 ::
5837
5838       <result> = fmul [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
5839
5840 Overview:
5841 """""""""
5842
5843 The '``fmul``' instruction returns the product of its two operands.
5844
5845 Arguments:
5846 """"""""""
5847
5848 The two arguments to the '``fmul``' instruction must be :ref:`floating
5849 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
5850 Both arguments must have identical types.
5851
5852 Semantics:
5853 """"""""""
5854
5855 The value produced is the floating point product of the two operands.
5856 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
5857 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
5858 unsafe floating point optimizations:
5859
5860 Example:
5861 """"""""
5862
5863 .. code-block:: llvm
5864
5865       <result> = fmul float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 * %var
5866
5867 '``udiv``' Instruction
5868 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5869
5870 Syntax:
5871 """""""
5872
5873 ::
5874
5875       <result> = udiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
5876       <result> = udiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
5877
5878 Overview:
5879 """""""""
5880
5881 The '``udiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
5882
5883 Arguments:
5884 """"""""""
5885
5886 The two arguments to the '``udiv``' instruction must be
5887 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
5888 arguments must have identical types.
5889
5890 Semantics:
5891 """"""""""
5892
5893 The value produced is the unsigned integer quotient of the two operands.
5894
5895 Note that unsigned integer division and signed integer division are
5896 distinct operations; for signed integer division, use '``sdiv``'.
5897
5898 Division by zero leads to undefined behavior.
5899
5900 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``udiv`` is
5901 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if %op1 is not a multiple of %op2 (as
5902 such, "((a udiv exact b) mul b) == a").
5903
5904 Example:
5905 """"""""
5906
5907 .. code-block:: llvm
5908
5909       <result> = udiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
5910
5911 '``sdiv``' Instruction
5912 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5913
5914 Syntax:
5915 """""""
5916
5917 ::
5918
5919       <result> = sdiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
5920       <result> = sdiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
5921
5922 Overview:
5923 """""""""
5924
5925 The '``sdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
5926
5927 Arguments:
5928 """"""""""
5929
5930 The two arguments to the '``sdiv``' instruction must be
5931 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
5932 arguments must have identical types.
5933
5934 Semantics:
5935 """"""""""
5936
5937 The value produced is the signed integer quotient of the two operands
5938 rounded towards zero.
5939
5940 Note that signed integer division and unsigned integer division are
5941 distinct operations; for unsigned integer division, use '``udiv``'.
5942
5943 Division by zero leads to undefined behavior. Overflow also leads to
5944 undefined behavior; this is a rare case, but can occur, for example, by
5945 doing a 32-bit division of -2147483648 by -1.
5946
5947 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``sdiv`` is
5948 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the result would be rounded.
5949
5950 Example:
5951 """"""""
5952
5953 .. code-block:: llvm
5954
5955       <result> = sdiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
5956
5957 .. _i_fdiv:
5958
5959 '``fdiv``' Instruction
5960 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5961
5962 Syntax:
5963 """""""
5964
5965 ::
5966
5967       <result> = fdiv [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
5968
5969 Overview:
5970 """""""""
5971
5972 The '``fdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
5973
5974 Arguments:
5975 """"""""""
5976
5977 The two arguments to the '``fdiv``' instruction must be :ref:`floating
5978 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
5979 Both arguments must have identical types.
5980
5981 Semantics:
5982 """"""""""
5983
5984 The value produced is the floating point quotient of the two operands.
5985 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
5986 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
5987 unsafe floating point optimizations:
5988
5989 Example:
5990 """"""""
5991
5992 .. code-block:: llvm
5993
5994       <result> = fdiv float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 / %var
5995
5996 '``urem``' Instruction
5997 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5998
5999 Syntax:
6000 """""""
6001
6002 ::
6003
6004       <result> = urem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
6005
6006 Overview:
6007 """""""""
6008
6009 The '``urem``' instruction returns the remainder from the unsigned
6010 division of its two arguments.
6011
6012 Arguments:
6013 """"""""""
6014
6015 The two arguments to the '``urem``' instruction must be
6016 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
6017 arguments must have identical types.
6018
6019 Semantics:
6020 """"""""""
6021
6022 This instruction returns the unsigned integer *remainder* of a division.
6023 This instruction always performs an unsigned division to get the
6024 remainder.
6025
6026 Note that unsigned integer remainder and signed integer remainder are
6027 distinct operations; for signed integer remainder, use '``srem``'.
6028
6029 Taking the remainder of a division by zero leads to undefined behavior.
6030
6031 Example:
6032 """"""""
6033
6034 .. code-block:: llvm
6035
6036       <result> = urem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
6037
6038 '``srem``' Instruction
6039 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6040
6041 Syntax:
6042 """""""
6043
6044 ::
6045
6046       <result> = srem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
6047
6048 Overview:
6049 """""""""
6050
6051 The '``srem``' instruction returns the remainder from the signed
6052 division of its two operands. This instruction can also take
6053 :ref:`vector <t_vector>` versions of the values in which case the elements
6054 must be integers.
6055
6056 Arguments:
6057 """"""""""
6058
6059 The two arguments to the '``srem``' instruction must be
6060 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
6061 arguments must have identical types.
6062
6063 Semantics:
6064 """"""""""
6065
6066 This instruction returns the *remainder* of a division (where the result
6067 is either zero or has the same sign as the dividend, ``op1``), not the
6068 *modulo* operator (where the result is either zero or has the same sign
6069 as the divisor, ``op2``) of a value. For more information about the
6070 difference, see `The Math
6071 Forum <http://mathforum.org/dr.math/problems/anne.4.28.99.html>`_. For a
6072 table of how this is implemented in various languages, please see
6073 `Wikipedia: modulo
6074 operation <http://en.wikipedia.org/wiki/Modulo_operation>`_.
6075
6076 Note that signed integer remainder and unsigned integer remainder are
6077 distinct operations; for unsigned integer remainder, use '``urem``'.
6078
6079 Taking the remainder of a division by zero leads to undefined behavior.
6080 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
6081 occur, for example, by taking the remainder of a 32-bit division of
6082 -2147483648 by -1. (The remainder doesn't actually overflow, but this
6083 rule lets srem be implemented using instructions that return both the
6084 result of the division and the remainder.)
6085
6086 Example:
6087 """"""""
6088
6089 .. code-block:: llvm
6090
6091       <result> = srem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
6092
6093 .. _i_frem:
6094
6095 '``frem``' Instruction
6096 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6097
6098 Syntax:
6099 """""""
6100
6101 ::
6102
6103       <result> = frem [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
6104
6105 Overview:
6106 """""""""
6107
6108 The '``frem``' instruction returns the remainder from the division of
6109 its two operands.
6110
6111 Arguments:
6112 """"""""""
6113
6114 The two arguments to the '``frem``' instruction must be :ref:`floating
6115 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
6116 Both arguments must have identical types.
6117
6118 Semantics:
6119 """"""""""
6120
6121 This instruction returns the *remainder* of a division. The remainder
6122 has the same sign as the dividend. This instruction can also take any
6123 number of :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints
6124 to enable otherwise unsafe floating point optimizations:
6125
6126 Example:
6127 """"""""
6128
6129 .. code-block:: llvm
6130
6131       <result> = frem float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 % %var
6132
6133 .. _bitwiseops:
6134
6135 Bitwise Binary Operations
6136 -------------------------
6137
6138 Bitwise binary operators are used to do various forms of bit-twiddling
6139 in a program. They are generally very efficient instructions and can
6140 commonly be strength reduced from other instructions. They require two
6141 operands of the same type, execute an operation on them, and produce a
6142 single value. The resulting value is the same type as its operands.
6143
6144 '``shl``' Instruction
6145 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6146
6147 Syntax:
6148 """""""
6149
6150 ::
6151
6152       <result> = shl <ty> <op1>, <op2>           ; yields ty:result
6153       <result> = shl nuw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
6154       <result> = shl nsw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
6155       <result> = shl nuw nsw <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
6156
6157 Overview:
6158 """""""""
6159
6160 The '``shl``' instruction returns the first operand shifted to the left
6161 a specified number of bits.
6162
6163 Arguments:
6164 """"""""""
6165
6166 Both arguments to the '``shl``' instruction must be the same
6167 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
6168 '``op2``' is treated as an unsigned value.
6169
6170 Semantics:
6171 """"""""""
6172
6173 The value produced is ``op1`` \* 2\ :sup:`op2` mod 2\ :sup:`n`,
6174 where ``n`` is the width of the result. If ``op2`` is (statically or
6175 dynamically) equal to or larger than the number of bits in
6176 ``op1``, the result is undefined. If the arguments are vectors, each
6177 vector element of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount
6178 in ``op2``.
6179
6180 If the ``nuw`` keyword is present, then the shift produces a :ref:`poison
6181 value <poisonvalues>` if it shifts out any non-zero bits. If the
6182 ``nsw`` keyword is present, then the shift produces a :ref:`poison
6183 value <poisonvalues>` if it shifts out any bits that disagree with the
6184 resultant sign bit. As such, NUW/NSW have the same semantics as they
6185 would if the shift were expressed as a mul instruction with the same
6186 nsw/nuw bits in (mul %op1, (shl 1, %op2)).
6187
6188 Example:
6189 """"""""
6190
6191 .. code-block:: llvm
6192
6193       <result> = shl i32 4, %var   ; yields i32: 4 << %var
6194       <result> = shl i32 4, 2      ; yields i32: 16
6195       <result> = shl i32 1, 10     ; yields i32: 1024
6196       <result> = shl i32 1, 32     ; undefined
6197       <result> = shl <2 x i32> < i32 1, i32 1>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 2, i32 4>
6198
6199 '``lshr``' Instruction
6200 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6201
6202 Syntax:
6203 """""""
6204
6205 ::
6206
6207       <result> = lshr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
6208       <result> = lshr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
6209
6210 Overview:
6211 """""""""
6212
6213 The '``lshr``' instruction (logical shift right) returns the first
6214 operand shifted to the right a specified number of bits with zero fill.
6215
6216 Arguments:
6217 """"""""""
6218
6219 Both arguments to the '``lshr``' instruction must be the same
6220 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
6221 '``op2``' is treated as an unsigned value.
6222
6223 Semantics:
6224 """"""""""
6225
6226 This instruction always performs a logical shift right operation. The
6227 most significant bits of the result will be filled with zero bits after
6228 the shift. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
6229 than the number of bits in ``op1``, the result is undefined. If the
6230 arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted by the
6231 corresponding shift amount in ``op2``.
6232
6233 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``lshr`` is
6234 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if any of the bits shifted out are
6235 non-zero.
6236
6237 Example:
6238 """"""""
6239
6240 .. code-block:: llvm
6241
6242       <result> = lshr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
6243       <result> = lshr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
6244       <result> = lshr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
6245       <result> = lshr i8 -2, 1   ; yields i8:result = 0x7F
6246       <result> = lshr i32 1, 32  ; undefined
6247       <result> = lshr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 0x7FFFFFFF, i32 1>
6248
6249 '``ashr``' Instruction
6250 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6251
6252 Syntax:
6253 """""""
6254
6255 ::
6256
6257       <result> = ashr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
6258       <result> = ashr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
6259
6260 Overview:
6261 """""""""
6262
6263 The '``ashr``' instruction (arithmetic shift right) returns the first
6264 operand shifted to the right a specified number of bits with sign
6265 extension.
6266
6267 Arguments:
6268 """"""""""
6269
6270 Both arguments to the '``ashr``' instruction must be the same
6271 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
6272 '``op2``' is treated as an unsigned value.
6273
6274 Semantics:
6275 """"""""""
6276
6277 This instruction always performs an arithmetic shift right operation,
6278 The most significant bits of the result will be filled with the sign bit
6279 of ``op1``. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
6280 than the number of bits in ``op1``, the result is undefined. If the
6281 arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted by the
6282 corresponding shift amount in ``op2``.
6283
6284 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``ashr`` is
6285 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if any of the bits shifted out are
6286 non-zero.
6287
6288 Example:
6289 """"""""
6290
6291 .. code-block:: llvm
6292
6293       <result> = ashr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
6294       <result> = ashr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
6295       <result> = ashr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
6296       <result> = ashr i8 -2, 1   ; yields i8:result = -1
6297       <result> = ashr i32 1, 32  ; undefined
6298       <result> = ashr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 3>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 -1, i32 0>
6299
6300 '``and``' Instruction
6301 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6302
6303 Syntax:
6304 """""""
6305
6306 ::
6307
6308       <result> = and <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
6309
6310 Overview:
6311 """""""""
6312
6313 The '``and``' instruction returns the bitwise logical and of its two
6314 operands.
6315
6316 Arguments:
6317 """"""""""
6318
6319 The two arguments to the '``and``' instruction must be
6320 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
6321 arguments must have identical types.
6322
6323 Semantics:
6324 """"""""""
6325
6326 The truth table used for the '``and``' instruction is:
6327
6328 +-----+-----+-----+
6329 | In0 | In1 | Out |
6330 +-----+-----+-----+
6331 |   0 |   0 |   0 |
6332 +-----+-----+-----+
6333 |   0 |   1 |   0 |
6334 +-----+-----+-----+
6335 |   1 |   0 |   0 |
6336 +-----+-----+-----+
6337 |   1 |   1 |   1 |
6338 +-----+-----+-----+
6339
6340 Example:
6341 """"""""
6342
6343 .. code-block:: llvm
6344
6345       <result> = and i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 & %var
6346       <result> = and i32 15, 40          ; yields i32:result = 8
6347       <result> = and i32 4, 8            ; yields i32:result = 0
6348
6349 '``or``' Instruction
6350 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6351
6352 Syntax:
6353 """""""
6354
6355 ::
6356
6357       <result> = or <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
6358
6359 Overview:
6360 """""""""
6361
6362 The '``or``' instruction returns the bitwise logical inclusive or of its
6363 two operands.
6364
6365 Arguments:
6366 """"""""""
6367
6368 The two arguments to the '``or``' instruction must be
6369 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
6370 arguments must have identical types.
6371
6372 Semantics:
6373 """"""""""
6374
6375 The truth table used for the '``or``' instruction is:
6376
6377 +-----+-----+-----+
6378 | In0 | In1 | Out |
6379 +-----+-----+-----+
6380 |   0 |   0 |   0 |
6381 +-----+-----+-----+
6382 |   0 |   1 |   1 |
6383 +-----+-----+-----+
6384 |   1 |   0 |   1 |
6385 +-----+-----+-----+
6386 |   1 |   1 |   1 |
6387 +-----+-----+-----+
6388
6389 Example:
6390 """"""""
6391
6392 ::
6393
6394       <result> = or i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 | %var
6395       <result> = or i32 15, 40          ; yields i32:result = 47
6396       <result> = or i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
6397
6398 '``xor``' Instruction
6399 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6400
6401 Syntax:
6402 """""""
6403
6404 ::
6405
6406       <result> = xor <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
6407
6408 Overview:
6409 """""""""
6410
6411 The '``xor``' instruction returns the bitwise logical exclusive or of
6412 its two operands. The ``xor`` is used to implement the "one's
6413 complement" operation, which is the "~" operator in C.
6414
6415 Arguments:
6416 """"""""""
6417
6418 The two arguments to the '``xor``' instruction must be
6419 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
6420 arguments must have identical types.
6421
6422 Semantics:
6423 """"""""""
6424
6425 The truth table used for the '``xor``' instruction is:
6426
6427 +-----+-----+-----+
6428 | In0 | In1 | Out |
6429 +-----+-----+-----+
6430 |   0 |   0 |   0 |
6431 +-----+-----+-----+
6432 |   0 |   1 |   1 |
6433 +-----+-----+-----+
6434 |   1 |   0 |   1 |
6435 +-----+-----+-----+
6436 |   1 |   1 |   0 |
6437 +-----+-----+-----+
6438
6439 Example:
6440 """"""""
6441
6442 .. code-block:: llvm
6443
6444       <result> = xor i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 ^ %var
6445       <result> = xor i32 15, 40          ; yields i32:result = 39
6446       <result> = xor i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
6447       <result> = xor i32 %V, -1          ; yields i32:result = ~%V
6448
6449 Vector Operations
6450 -----------------
6451
6452 LLVM supports several instructions to represent vector operations in a
6453 target-independent manner. These instructions cover the element-access
6454 and vector-specific operations needed to process vectors effectively.
6455 While LLVM does directly support these vector operations, many
6456 sophisticated algorithms will want to use target-specific intrinsics to
6457 take full advantage of a specific target.
6458
6459 .. _i_extractelement:
6460
6461 '``extractelement``' Instruction
6462 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6463
6464 Syntax:
6465 """""""
6466
6467 ::
6468
6469       <result> = extractelement <n x <ty>> <val>, <ty2> <idx>  ; yields <ty>
6470
6471 Overview:
6472 """""""""
6473
6474 The '``extractelement``' instruction extracts a single scalar element
6475 from a vector at a specified index.
6476
6477 Arguments:
6478 """"""""""
6479
6480 The first operand of an '``extractelement``' instruction is a value of
6481 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is an index indicating
6482 the position from which to extract the element. The index may be a
6483 variable of any integer type.
6484
6485 Semantics:
6486 """"""""""
6487
6488 The result is a scalar of the same type as the element type of ``val``.
6489 Its value is the value at position ``idx`` of ``val``. If ``idx``
6490 exceeds the length of ``val``, the results are undefined.
6491
6492 Example:
6493 """"""""
6494
6495 .. code-block:: llvm
6496
6497       <result> = extractelement <4 x i32> %vec, i32 0    ; yields i32
6498
6499 .. _i_insertelement:
6500
6501 '``insertelement``' Instruction
6502 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6503
6504 Syntax:
6505 """""""
6506
6507 ::
6508
6509       <result> = insertelement <n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, <ty2> <idx>    ; yields <n x <ty>>
6510
6511 Overview:
6512 """""""""
6513
6514 The '``insertelement``' instruction inserts a scalar element into a
6515 vector at a specified index.
6516
6517 Arguments:
6518 """"""""""
6519
6520 The first operand of an '``insertelement``' instruction is a value of
6521 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is a scalar value whose
6522 type must equal the element type of the first operand. The third operand
6523 is an index indicating the position at which to insert the value. The
6524 index may be a variable of any integer type.
6525
6526 Semantics:
6527 """"""""""
6528
6529 The result is a vector of the same type as ``val``. Its element values
6530 are those of ``val`` except at position ``idx``, where it gets the value
6531 ``elt``. If ``idx`` exceeds the length of ``val``, the results are
6532 undefined.
6533
6534 Example:
6535 """"""""
6536
6537 .. code-block:: llvm
6538
6539       <result> = insertelement <4 x i32> %vec, i32 1, i32 0    ; yields <4 x i32>
6540
6541 .. _i_shufflevector:
6542
6543 '``shufflevector``' Instruction
6544 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6545
6546 Syntax:
6547 """""""
6548
6549 ::
6550
6551       <result> = shufflevector <n x <ty>> <v1>, <n x <ty>> <v2>, <m x i32> <mask>    ; yields <m x <ty>>
6552
6553 Overview:
6554 """""""""
6555
6556 The '``shufflevector``' instruction constructs a permutation of elements
6557 from two input vectors, returning a vector with the same element type as
6558 the input and length that is the same as the shuffle mask.
6559
6560 Arguments:
6561 """"""""""
6562
6563 The first two operands of a '``shufflevector``' instruction are vectors
6564 with the same type. The third argument is a shuffle mask whose element
6565 type is always 'i32'. The result of the instruction is a vector whose
6566 length is the same as the shuffle mask and whose element type is the
6567 same as the element type of the first two operands.
6568
6569 The shuffle mask operand is required to be a constant vector with either
6570 constant integer or undef values.
6571
6572 Semantics:
6573 """"""""""
6574
6575 The elements of the two input vectors are numbered from left to right
6576 across both of the vectors. The shuffle mask operand specifies, for each
6577 element of the result vector, which element of the two input vectors the
6578 result element gets. The element selector may be undef (meaning "don't
6579 care") and the second operand may be undef if performing a shuffle from
6580 only one vector.
6581
6582 Example:
6583 """"""""
6584
6585 .. code-block:: llvm
6586
6587       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
6588                               <4 x i32> <i32 0, i32 4, i32 1, i32 5>  ; yields <4 x i32>
6589       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> undef,
6590                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32> - Identity shuffle.
6591       <result> = shufflevector <8 x i32> %v1, <8 x i32> undef,
6592                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32>
6593       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
6594                               <8 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3, i32 4, i32 5, i32 6, i32 7 >  ; yields <8 x i32>
6595
6596 Aggregate Operations
6597 --------------------
6598
6599 LLVM supports several instructions for working with
6600 :ref:`aggregate <t_aggregate>` values.
6601
6602 .. _i_extractvalue:
6603
6604 '``extractvalue``' Instruction
6605 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6606
6607 Syntax:
6608 """""""
6609
6610 ::
6611
6612       <result> = extractvalue <aggregate type> <val>, <idx>{, <idx>}*
6613
6614 Overview:
6615 """""""""
6616
6617 The '``extractvalue``' instruction extracts the value of a member field
6618 from an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
6619
6620 Arguments:
6621 """"""""""
6622
6623 The first operand of an '``extractvalue``' instruction is a value of
6624 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The operands are
6625 constant indices to specify which value to extract in a similar manner
6626 as indices in a '``getelementptr``' instruction.
6627
6628 The major differences to ``getelementptr`` indexing are:
6629
6630 -  Since the value being indexed is not a pointer, the first index is
6631    omitted and assumed to be zero.
6632 -  At least one index must be specified.
6633 -  Not only struct indices but also array indices must be in bounds.
6634
6635 Semantics:
6636 """"""""""
6637
6638 The result is the value at the position in the aggregate specified by
6639 the index operands.
6640
6641 Example:
6642 """"""""
6643
6644 .. code-block:: llvm
6645
6646       <result> = extractvalue {i32, float} %agg, 0    ; yields i32
6647
6648 .. _i_insertvalue:
6649
6650 '``insertvalue``' Instruction
6651 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6652
6653 Syntax:
6654 """""""
6655
6656 ::
6657
6658       <result> = insertvalue <aggregate type> <val>, <ty> <elt>, <idx>{, <idx>}*    ; yields <aggregate type>
6659
6660 Overview:
6661 """""""""
6662
6663 The '``insertvalue``' instruction inserts a value into a member field in
6664 an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
6665
6666 Arguments:
6667 """"""""""
6668
6669 The first operand of an '``insertvalue``' instruction is a value of
6670 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The second operand is
6671 a first-class value to insert. The following operands are constant
6672 indices indicating the position at which to insert the value in a
6673 similar manner as indices in a '``extractvalue``' instruction. The value
6674 to insert must have the same type as the value identified by the
6675 indices.
6676
6677 Semantics:
6678 """"""""""
6679
6680 The result is an aggregate of the same type as ``val``. Its value is
6681 that of ``val`` except that the value at the position specified by the
6682 indices is that of ``elt``.
6683
6684 Example:
6685 """"""""
6686
6687 .. code-block:: llvm
6688
6689       %agg1 = insertvalue {i32, float} undef, i32 1, 0              ; yields {i32 1, float undef}
6690       %agg2 = insertvalue {i32, float} %agg1, float %val, 1         ; yields {i32 1, float %val}
6691       %agg3 = insertvalue {i32, {float}} undef, float %val, 1, 0    ; yields {i32 undef, {float %val}}
6692
6693 .. _memoryops:
6694
6695 Memory Access and Addressing Operations
6696 ---------------------------------------
6697
6698 A key design point of an SSA-based representation is how it represents
6699 memory. In LLVM, no memory locations are in SSA form, which makes things
6700 very simple. This section describes how to read, write, and allocate
6701 memory in LLVM.
6702
6703 .. _i_alloca:
6704
6705 '``alloca``' Instruction
6706 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6707
6708 Syntax:
6709 """""""
6710
6711 ::
6712
6713       <result> = alloca [inalloca] <type> [, <ty> <NumElements>] [, align <alignment>]     ; yields type*:result
6714
6715 Overview:
6716 """""""""
6717
6718 The '``alloca``' instruction allocates memory on the stack frame of the
6719 currently executing function, to be automatically released when this
6720 function returns to its caller. The object is always allocated in the
6721 generic address space (address space zero).
6722
6723 Arguments:
6724 """"""""""
6725
6726 The '``alloca``' instruction allocates ``sizeof(<type>)*NumElements``
6727 bytes of memory on the runtime stack, returning a pointer of the
6728 appropriate type to the program. If "NumElements" is specified, it is
6729 the number of elements allocated, otherwise "NumElements" is defaulted
6730 to be one. If a constant alignment is specified, the value result of the
6731 allocation is guaranteed to be aligned to at least that boundary. The
6732 alignment may not be greater than ``1 << 29``. If not specified, or if
6733 zero, the target can choose to align the allocation on any convenient
6734 boundary compatible with the type.
6735
6736 '``type``' may be any sized type.
6737
6738 Semantics:
6739 """"""""""
6740
6741 Memory is allocated; a pointer is returned. The operation is undefined
6742 if there is insufficient stack space for the allocation. '``alloca``'d
6743 memory is automatically released when the function returns. The
6744 '``alloca``' instruction is commonly used to represent automatic
6745 variables that must have an address available. When the function returns
6746 (either with the ``ret`` or ``resume`` instructions), the memory is
6747 reclaimed. Allocating zero bytes is legal, but the result is undefined.
6748 The order in which memory is allocated (ie., which way the stack grows)
6749 is not specified.
6750
6751 Example:
6752 """"""""
6753
6754 .. code-block:: llvm
6755
6756       %ptr = alloca i32                             ; yields i32*:ptr
6757       %ptr = alloca i32, i32 4                      ; yields i32*:ptr
6758       %ptr = alloca i32, i32 4, align 1024          ; yields i32*:ptr
6759       %ptr = alloca i32, align 1024                 ; yields i32*:ptr
6760
6761 .. _i_load:
6762
6763 '``load``' Instruction
6764 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6765
6766 Syntax:
6767 """""""
6768
6769 ::
6770
6771       <result> = load [volatile] <ty>, <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>][, !invariant.load !<index>][, !nonnull !<index>][, !dereferenceable !<index>][, !dereferenceable_or_null !<index>]
6772       <result> = load atomic [volatile] <ty>* <pointer> [singlethread] <ordering>, align <alignment>
6773       !<index> = !{ i32 1 }
6774
6775 Overview:
6776 """""""""
6777
6778 The '``load``' instruction is used to read from memory.
6779
6780 Arguments:
6781 """"""""""
6782
6783 The argument to the ``load`` instruction specifies the memory address
6784 from which to load. The type specified must be a :ref:`first
6785 class <t_firstclass>` type. If the ``load`` is marked as ``volatile``,
6786 then the optimizer is not allowed to modify the number or order of
6787 execution of this ``load`` with other :ref:`volatile
6788 operations <volatile>`.
6789
6790 If the ``load`` is marked as ``atomic``, it takes an extra
6791 :ref:`ordering <ordering>` and optional ``singlethread`` argument. The
6792 ``release`` and ``acq_rel`` orderings are not valid on ``load``
6793 instructions. Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results
6794 when they may see multiple atomic stores. The type of the pointee must
6795 be an integer type whose bit width is a power of two greater than or
6796 equal to eight and less than or equal to a target-specific size limit.
6797 ``align`` must be explicitly specified on atomic loads, and the load has
6798 undefined behavior if the alignment is not set to a value which is at
6799 least the size in bytes of the pointee. ``!nontemporal`` does not have
6800 any defined semantics for atomic loads.
6801
6802 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
6803 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
6804 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
6805 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
6806 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
6807 alignment results in undefined behavior. Underestimating the alignment
6808 may produce less efficient code. An alignment of 1 is always safe. The
6809 maximum possible alignment is ``1 << 29``.
6810
6811 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single
6812 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one
6813 ``i32`` entry of value 1. The existence of the ``!nontemporal``
6814 metadata on the instruction tells the optimizer and code generator
6815 that this load is not expected to be reused in the cache. The code
6816 generator may select special instructions to save cache bandwidth, such
6817 as the ``MOVNT`` instruction on x86.
6818
6819 The optional ``!invariant.load`` metadata must reference a single
6820 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
6821 entries. The existence of the ``!invariant.load`` metadata on the
6822 instruction tells the optimizer and code generator that the address
6823 operand to this load points to memory which can be assumed unchanged.
6824 Being invariant does not imply that a location is dereferenceable,
6825 but it does imply that once the location is known dereferenceable
6826 its value is henceforth unchanging.
6827
6828 The optional ``!nonnull`` metadata must reference a single
6829 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
6830 entries. The existence of the ``!nonnull`` metadata on the
6831 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to
6832 never be null. This is analogous to the ``nonnull`` attribute
6833 on parameters and return values. This metadata can only be applied
6834 to loads of a pointer type.
6835
6836 The optional ``!dereferenceable`` metadata must reference a single
6837 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one ``i64``
6838 entry. The existence of the ``!dereferenceable`` metadata on the instruction
6839 tells the optimizer that the value loaded is known to be dereferenceable.
6840 The number of bytes known to be dereferenceable is specified by the integer
6841 value in the metadata node. This is analogous to the ''dereferenceable''
6842 attribute on parameters and return values. This metadata can only be applied
6843 to loads of a pointer type.
6844
6845 The optional ``!dereferenceable_or_null`` metadata must reference a single
6846 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one ``i64``
6847 entry. The existence of the ``!dereferenceable_or_null`` metadata on the
6848 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to be either
6849 dereferenceable or null.
6850 The number of bytes known to be dereferenceable is specified by the integer
6851 value in the metadata node. This is analogous to the ''dereferenceable_or_null''
6852 attribute on parameters and return values. This metadata can only be applied
6853 to loads of a pointer type.
6854
6855 Semantics:
6856 """"""""""
6857
6858 The location of memory pointed to is loaded. If the value being loaded
6859 is of scalar type then the number of bytes read does not exceed the
6860 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
6861 example, loading an ``i24`` reads at most three bytes. When loading a
6862 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
6863 of bytes, the result is undefined if the value was not originally
6864 written using a store of the same type.
6865
6866 Examples:
6867 """""""""
6868
6869 .. code-block:: llvm
6870
6871       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
6872       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
6873       %val = load i32, i32* %ptr                      ; yields i32:val = i32 3
6874
6875 .. _i_store:
6876
6877 '``store``' Instruction
6878 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6879
6880 Syntax:
6881 """""""
6882
6883 ::
6884
6885       store [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>]        ; yields void
6886       store atomic [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer> [singlethread] <ordering>, align <alignment>  ; yields void
6887
6888 Overview:
6889 """""""""
6890
6891 The '``store``' instruction is used to write to memory.
6892
6893 Arguments:
6894 """"""""""
6895
6896 There are two arguments to the ``store`` instruction: a value to store
6897 and an address at which to store it. The type of the ``<pointer>``
6898 operand must be a pointer to the :ref:`first class <t_firstclass>` type of
6899 the ``<value>`` operand. If the ``store`` is marked as ``volatile``,
6900 then the optimizer is not allowed to modify the number or order of
6901 execution of this ``store`` with other :ref:`volatile
6902 operations <volatile>`.
6903
6904 If the ``store`` is marked as ``atomic``, it takes an extra
6905 :ref:`ordering <ordering>` and optional ``singlethread`` argument. The
6906 ``acquire`` and ``acq_rel`` orderings aren't valid on ``store``
6907 instructions. Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results
6908 when they may see multiple atomic stores. The type of the pointee must
6909 be an integer type whose bit width is a power of two greater than or
6910 equal to eight and less than or equal to a target-specific size limit.
6911 ``align`` must be explicitly specified on atomic stores, and the store
6912 has undefined behavior if the alignment is not set to a value which is
6913 at least the size in bytes of the pointee. ``!nontemporal`` does not
6914 have any defined semantics for atomic stores.
6915
6916 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
6917 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
6918 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
6919 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
6920 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
6921 alignment results in undefined behavior. Underestimating the
6922 alignment may produce less efficient code. An alignment of 1 is always
6923 safe. The maximum possible alignment is ``1 << 29``.
6924
6925 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single metadata
6926 name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one ``i32`` entry of
6927 value 1. The existence of the ``!nontemporal`` metadata on the instruction
6928 tells the optimizer and code generator that this load is not expected to
6929 be reused in the cache. The code generator may select special
6930 instructions to save cache bandwidth, such as the MOVNT instruction on
6931 x86.
6932
6933 Semantics:
6934 """"""""""
6935
6936 The contents of memory are updated to contain ``<value>`` at the
6937 location specified by the ``<pointer>`` operand. If ``<value>`` is
6938 of scalar type then the number of bytes written does not exceed the
6939 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
6940 example, storing an ``i24`` writes at most three bytes. When writing a
6941 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
6942 of bytes, it is unspecified what happens to the extra bits that do not
6943 belong to the type, but they will typically be overwritten.
6944
6945 Example:
6946 """"""""
6947
6948 .. code-block:: llvm
6949
6950       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
6951       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
6952       %val = load i32, i32* %ptr                      ; yields i32:val = i32 3
6953
6954 .. _i_fence:
6955
6956 '``fence``' Instruction
6957 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6958
6959 Syntax:
6960 """""""
6961
6962 ::
6963
6964       fence [singlethread] <ordering>                   ; yields void
6965
6966 Overview:
6967 """""""""
6968
6969 The '``fence``' instruction is used to introduce happens-before edges
6970 between operations.
6971
6972 Arguments:
6973 """"""""""
6974
6975 '``fence``' instructions take an :ref:`ordering <ordering>` argument which
6976 defines what *synchronizes-with* edges they add. They can only be given
6977 ``acquire``, ``release``, ``acq_rel``, and ``seq_cst`` orderings.
6978
6979 Semantics:
6980 """"""""""
6981
6982 A fence A which has (at least) ``release`` ordering semantics
6983 *synchronizes with* a fence B with (at least) ``acquire`` ordering
6984 semantics if and only if there exist atomic operations X and Y, both
6985 operating on some atomic object M, such that A is sequenced before X, X
6986 modifies M (either directly or through some side effect of a sequence
6987 headed by X), Y is sequenced before B, and Y observes M. This provides a
6988 *happens-before* dependency between A and B. Rather than an explicit
6989 ``fence``, one (but not both) of the atomic operations X or Y might
6990 provide a ``release`` or ``acquire`` (resp.) ordering constraint and
6991 still *synchronize-with* the explicit ``fence`` and establish the
6992 *happens-before* edge.
6993
6994 A ``fence`` which has ``seq_cst`` ordering, in addition to having both
6995 ``acquire`` and ``release`` semantics specified above, participates in
6996 the global program order of other ``seq_cst`` operations and/or fences.
6997
6998 The optional ":ref:`singlethread <singlethread>`" argument specifies
6999 that the fence only synchronizes with other fences in the same thread.
7000 (This is useful for interacting with signal handlers.)
7001
7002 Example:
7003 """"""""
7004
7005 .. code-block:: llvm
7006
7007       fence acquire                          ; yields void
7008       fence singlethread seq_cst             ; yields void
7009
7010 .. _i_cmpxchg:
7011
7012 '``cmpxchg``' Instruction
7013 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7014
7015 Syntax:
7016 """""""
7017
7018 ::
7019
7020       cmpxchg [weak] [volatile] <ty>* <pointer>, <ty> <cmp>, <ty> <new> [singlethread] <success ordering> <failure ordering> ; yields  { ty, i1 }
7021
7022 Overview:
7023 """""""""
7024
7025 The '``cmpxchg``' instruction is used to atomically modify memory. It
7026 loads a value in memory and compares it to a given value. If they are
7027 equal, it tries to store a new value into the memory.
7028
7029 Arguments:
7030 """"""""""
7031
7032 There are three arguments to the '``cmpxchg``' instruction: an address
7033 to operate on, a value to compare to the value currently be at that
7034 address, and a new value to place at that address if the compared values
7035 are equal. The type of '<cmp>' must be an integer type whose bit width
7036 is a power of two greater than or equal to eight and less than or equal
7037 to a target-specific size limit. '<cmp>' and '<new>' must have the same
7038 type, and the type of '<pointer>' must be a pointer to that type. If the
7039 ``cmpxchg`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not allowed
7040 to modify the number or order of execution of this ``cmpxchg`` with
7041 other :ref:`volatile operations <volatile>`.
7042
7043 The success and failure :ref:`ordering <ordering>` arguments specify how this
7044 ``cmpxchg`` synchronizes with other atomic operations. Both ordering parameters
7045 must be at least ``monotonic``, the ordering constraint on failure must be no
7046 stronger than that on success, and the failure ordering cannot be either
7047 ``release`` or ``acq_rel``.
7048
7049 The optional "``singlethread``" argument declares that the ``cmpxchg``
7050 is only atomic with respect to code (usually signal handlers) running in
7051 the same thread as the ``cmpxchg``. Otherwise the cmpxchg is atomic with
7052 respect to all other code in the system.
7053
7054 The pointer passed into cmpxchg must have alignment greater than or
7055 equal to the size in memory of the operand.
7056
7057 Semantics:
7058 """"""""""
7059
7060 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``' operand
7061 is read and compared to '``<cmp>``'; if the read value is the equal, the
7062 '``<new>``' is written. The original value at the location is returned, together
7063 with a flag indicating success (true) or failure (false).
7064
7065 If the cmpxchg operation is marked as ``weak`` then a spurious failure is
7066 permitted: the operation may not write ``<new>`` even if the comparison
7067 matched.
7068
7069 If the cmpxchg operation is strong (the default), the i1 value is 1 if and only
7070 if the value loaded equals ``cmp``.
7071
7072 A successful ``cmpxchg`` is a read-modify-write instruction for the purpose of
7073 identifying release sequences. A failed ``cmpxchg`` is equivalent to an atomic
7074 load with an ordering parameter determined the second ordering parameter.
7075
7076 Example:
7077 """"""""
7078
7079 .. code-block:: llvm
7080
7081     entry:
7082       %orig = atomic load i32, i32* %ptr unordered                ; yields i32
7083       br label %loop
7084
7085     loop:
7086       %cmp = phi i32 [ %orig, %entry ], [%old, %loop]
7087       %squared = mul i32 %cmp, %cmp
7088       %val_success = cmpxchg i32* %ptr, i32 %cmp, i32 %squared acq_rel monotonic ; yields  { i32, i1 }
7089       %value_loaded = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 0
7090       %success = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 1
7091       br i1 %success, label %done, label %loop
7092
7093     done:
7094       ...
7095
7096 .. _i_atomicrmw:
7097
7098 '``atomicrmw``' Instruction
7099 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7100
7101 Syntax:
7102 """""""
7103
7104 ::
7105
7106       atomicrmw [volatile] <operation> <ty>* <pointer>, <ty> <value> [singlethread] <ordering>                   ; yields ty
7107
7108 Overview:
7109 """""""""
7110
7111 The '``atomicrmw``' instruction is used to atomically modify memory.
7112
7113 Arguments:
7114 """"""""""
7115
7116 There are three arguments to the '``atomicrmw``' instruction: an
7117 operation to apply, an address whose value to modify, an argument to the
7118 operation. The operation must be one of the following keywords:
7119
7120 -  xchg
7121 -  add
7122 -  sub
7123 -  and
7124 -  nand
7125 -  or
7126 -  xor
7127 -  max
7128 -  min
7129 -  umax
7130 -  umin
7131
7132 The type of '<value>' must be an integer type whose bit width is a power
7133 of two greater than or equal to eight and less than or equal to a
7134 target-specific size limit. The type of the '``<pointer>``' operand must
7135 be a pointer to that type. If the ``atomicrmw`` is marked as
7136 ``volatile``, then the optimizer is not allowed to modify the number or
7137 order of execution of this ``atomicrmw`` with other :ref:`volatile
7138 operations <volatile>`.
7139
7140 Semantics:
7141 """"""""""
7142
7143 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``'
7144 operand are atomically read, modified, and written back. The original
7145 value at the location is returned. The modification is specified by the
7146 operation argument:
7147
7148 -  xchg: ``*ptr = val``
7149 -  add: ``*ptr = *ptr + val``
7150 -  sub: ``*ptr = *ptr - val``
7151 -  and: ``*ptr = *ptr & val``
7152 -  nand: ``*ptr = ~(*ptr & val)``
7153 -  or: ``*ptr = *ptr | val``
7154 -  xor: ``*ptr = *ptr ^ val``
7155 -  max: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
7156 -  min: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
7157 -  umax: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using an unsigned
7158    comparison)
7159 -  umin: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using an unsigned
7160    comparison)
7161
7162 Example:
7163 """"""""
7164
7165 .. code-block:: llvm
7166
7167       %old = atomicrmw add i32* %ptr, i32 1 acquire                        ; yields i32
7168
7169 .. _i_getelementptr:
7170
7171 '``getelementptr``' Instruction
7172 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7173
7174 Syntax:
7175 """""""
7176
7177 ::
7178
7179       <result> = getelementptr <ty>, <ty>* <ptrval>{, <ty> <idx>}*
7180       <result> = getelementptr inbounds <ty>, <ty>* <ptrval>{, <ty> <idx>}*
7181       <result> = getelementptr <ty>, <ptr vector> <ptrval>, <vector index type> <idx>
7182
7183 Overview:
7184 """""""""
7185
7186 The '``getelementptr``' instruction is used to get the address of a
7187 subelement of an :ref:`aggregate <t_aggregate>` data structure. It performs
7188 address calculation only and does not access memory. The instruction can also
7189 be used to calculate a vector of such addresses.
7190
7191 Arguments:
7192 """"""""""
7193
7194 The first argument is always a type used as the basis for the calculations.
7195 The second argument is always a pointer or a vector of pointers, and is the
7196 base address to start from. The remaining arguments are indices
7197 that indicate which of the elements of the aggregate object are indexed.
7198 The interpretation of each index is dependent on the type being indexed
7199 into. The first index always indexes the pointer value given as the
7200 first argument, the second index indexes a value of the type pointed to
7201 (not necessarily the value directly pointed to, since the first index
7202 can be non-zero), etc. The first type indexed into must be a pointer
7203 value, subsequent types can be arrays, vectors, and structs. Note that
7204 subsequent types being indexed into can never be pointers, since that
7205 would require loading the pointer before continuing calculation.
7206
7207 The type of each index argument depends on the type it is indexing into.
7208 When indexing into a (optionally packed) structure, only ``i32`` integer
7209 **constants** are allowed (when using a vector of indices they must all
7210 be the **same** ``i32`` integer constant). When indexing into an array,
7211 pointer or vector, integers of any width are allowed, and they are not
7212 required to be constant. These integers are treated as signed values
7213 where relevant.
7214
7215 For example, let's consider a C code fragment and how it gets compiled
7216 to LLVM:
7217
7218 .. code-block:: c
7219
7220     struct RT {
7221       char A;
7222       int B[10][20];
7223       char C;
7224     };
7225     struct ST {
7226       int X;
7227       double Y;
7228       struct RT Z;
7229     };
7230
7231     int *foo(struct ST *s) {
7232       return &s[1].Z.B[5][13];
7233     }
7234
7235 The LLVM code generated by Clang is:
7236
7237 .. code-block:: llvm
7238
7239     %struct.RT = type { i8, [10 x [20 x i32]], i8 }
7240     %struct.ST = type { i32, double, %struct.RT }
7241
7242     define i32* @foo(%struct.ST* %s) nounwind uwtable readnone optsize ssp {
7243     entry:
7244       %arrayidx = getelementptr inbounds %struct.ST, %struct.ST* %s, i64 1, i32 2, i32 1, i64 5, i64 13
7245       ret i32* %arrayidx
7246     }
7247
7248 Semantics:
7249 """"""""""
7250
7251 In the example above, the first index is indexing into the
7252 '``%struct.ST*``' type, which is a pointer, yielding a '``%struct.ST``'
7253 = '``{ i32, double, %struct.RT }``' type, a structure. The second index
7254 indexes into the third element of the structure, yielding a
7255 '``%struct.RT``' = '``{ i8 , [10 x [20 x i32]], i8 }``' type, another
7256 structure. The third index indexes into the second element of the
7257 structure, yielding a '``[10 x [20 x i32]]``' type, an array. The two
7258 dimensions of the array are subscripted into, yielding an '``i32``'
7259 type. The '``getelementptr``' instruction returns a pointer to this
7260 element, thus computing a value of '``i32*``' type.
7261
7262 Note that it is perfectly legal to index partially through a structure,
7263 returning a pointer to an inner element. Because of this, the LLVM code
7264 for the given testcase is equivalent to:
7265
7266 .. code-block:: llvm
7267
7268     define i32* @foo(%struct.ST* %s) {
7269       %t1 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %s, i32 1                        ; yields %struct.ST*:%t1
7270       %t2 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %t1, i32 0, i32 2                ; yields %struct.RT*:%t2
7271       %t3 = getelementptr %struct.RT, %struct.RT* %t2, i32 0, i32 1                ; yields [10 x [20 x i32]]*:%t3
7272       %t4 = getelementptr [10 x [20 x i32]], [10 x [20 x i32]]* %t3, i32 0, i32 5  ; yields [20 x i32]*:%t4
7273       %t5 = getelementptr [20 x i32], [20 x i32]* %t4, i32 0, i32 13               ; yields i32*:%t5
7274       ret i32* %t5
7275     }
7276
7277 If the ``inbounds`` keyword is present, the result value of the
7278 ``getelementptr`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the base
7279 pointer is not an *in bounds* address of an allocated object, or if any
7280 of the addresses that would be formed by successive addition of the
7281 offsets implied by the indices to the base address with infinitely
7282 precise signed arithmetic are not an *in bounds* address of that
7283 allocated object. The *in bounds* addresses for an allocated object are
7284 all the addresses that point into the object, plus the address one byte
7285 past the end. In cases where the base is a vector of pointers the
7286 ``inbounds`` keyword applies to each of the computations element-wise.
7287
7288 If the ``inbounds`` keyword is not present, the offsets are added to the
7289 base address with silently-wrapping two's complement arithmetic. If the
7290 offsets have a different width from the pointer, they are sign-extended
7291 or truncated to the width of the pointer. The result value of the
7292 ``getelementptr`` may be outside the object pointed to by the base
7293 pointer. The result value may not necessarily be used to access memory
7294 though, even if it happens to point into allocated storage. See the
7295 :ref:`Pointer Aliasing Rules <pointeraliasing>` section for more
7296 information.
7297
7298 The getelementptr instruction is often confusing. For some more insight
7299 into how it works, see :doc:`the getelementptr FAQ <GetElementPtr>`.
7300
7301 Example:
7302 """"""""
7303
7304 .. code-block:: llvm
7305
7306         ; yields [12 x i8]*:aptr
7307         %aptr = getelementptr {i32, [12 x i8]}, {i32, [12 x i8]}* %saptr, i64 0, i32 1
7308         ; yields i8*:vptr
7309         %vptr = getelementptr {i32, <2 x i8>}, {i32, <2 x i8>}* %svptr, i64 0, i32 1, i32 1
7310         ; yields i8*:eptr
7311         %eptr = getelementptr [12 x i8], [12 x i8]* %aptr, i64 0, i32 1
7312         ; yields i32*:iptr
7313         %iptr = getelementptr [10 x i32], [10 x i32]* @arr, i16 0, i16 0
7314
7315 Vector of pointers:
7316 """""""""""""""""""
7317
7318 The ``getelementptr`` returns a vector of pointers, instead of a single address,
7319 when one or more of its arguments is a vector. In such cases, all vector
7320 arguments should have the same number of elements, and every scalar argument
7321 will be effectively broadcast into a vector during address calculation.
7322
7323 .. code-block:: llvm
7324
7325      ; All arguments are vectors:
7326      ;   A[i] = ptrs[i] + offsets[i]*sizeof(i8)
7327      %A = getelementptr i8, <4 x i8*> %ptrs, <4 x i64> %offsets
7328
7329      ; Add the same scalar offset to each pointer of a vector:
7330      ;   A[i] = ptrs[i] + offset*sizeof(i8)
7331      %A = getelementptr i8, <4 x i8*> %ptrs, i64 %offset
7332
7333      ; Add distinct offsets to the same pointer:
7334      ;   A[i] = ptr + offsets[i]*sizeof(i8)
7335      %A = getelementptr i8, i8* %ptr, <4 x i64> %offsets
7336
7337      ; In all cases described above the type of the result is <4 x i8*>
7338
7339 The two following instructions are equivalent:
7340
7341 .. code-block:: llvm
7342
7343      getelementptr  %struct.ST, <4 x %struct.ST*> %s, <4 x i64> %ind1,
7344        <4 x i32> <i32 2, i32 2, i32 2, i32 2>,
7345        <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>,
7346        <4 x i32> %ind4,
7347        <4 x i64> <i64 13, i64 13, i64 13, i64 13>
7348
7349      getelementptr  %struct.ST, <4 x %struct.ST*> %s, <4 x i64> %ind1,
7350        i32 2, i32 1, <4 x i32> %ind4, i64 13
7351
7352 Let's look at the C code, where the vector version of ``getelementptr``
7353 makes sense:
7354
7355 .. code-block:: c
7356
7357     // Let's assume that we vectorize the following loop:
7358     double *A, B; int *C;
7359     for (int i = 0; i < size; ++i) {
7360       A[i] = B[C[i]];
7361     }
7362
7363 .. code-block:: llvm
7364
7365     ; get pointers for 8 elements from array B
7366     %ptrs = getelementptr double, double* %B, <8 x i32> %C
7367     ; load 8 elements from array B into A
7368     %A = call <8 x double> @llvm.masked.gather.v8f64(<8 x double*> %ptrs,
7369          i32 8, <8 x i1> %mask, <8 x double> %passthru)
7370
7371 Conversion Operations
7372 ---------------------
7373
7374 The instructions in this category are the conversion instructions
7375 (casting) which all take a single operand and a type. They perform
7376 various bit conversions on the operand.
7377
7378 '``trunc .. to``' Instruction
7379 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7380
7381 Syntax:
7382 """""""
7383
7384 ::
7385
7386       <result> = trunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
7387
7388 Overview:
7389 """""""""
7390
7391 The '``trunc``' instruction truncates its operand to the type ``ty2``.
7392
7393 Arguments:
7394 """"""""""
7395
7396 The '``trunc``' instruction takes a value to trunc, and a type to trunc
7397 it to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors
7398 of the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
7399 larger than the bit size of the destination type, ``ty2``. Equal sized
7400 types are not allowed.
7401
7402 Semantics:
7403 """"""""""
7404
7405 The '``trunc``' instruction truncates the high order bits in ``value``
7406 and converts the remaining bits to ``ty2``. Since the source size must
7407 be larger than the destination size, ``trunc`` cannot be a *no-op cast*.
7408 It will always truncate bits.
7409
7410 Example:
7411 """"""""
7412
7413 .. code-block:: llvm
7414
7415       %X = trunc i32 257 to i8                        ; yields i8:1
7416       %Y = trunc i32 123 to i1                        ; yields i1:true
7417       %Z = trunc i32 122 to i1                        ; yields i1:false
7418       %W = trunc <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i8> ; yields <i8 8, i8 7>
7419
7420 '``zext .. to``' Instruction
7421 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7422
7423 Syntax:
7424 """""""
7425
7426 ::
7427
7428       <result> = zext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
7429
7430 Overview:
7431 """""""""
7432
7433 The '``zext``' instruction zero extends its operand to type ``ty2``.
7434
7435 Arguments:
7436 """"""""""
7437
7438 The '``zext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
7439 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
7440 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
7441 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
7442
7443 Semantics:
7444 """"""""""
7445
7446 The ``zext`` fills the high order bits of the ``value`` with zero bits
7447 until it reaches the size of the destination type, ``ty2``.
7448
7449 When zero extending from i1, the result will always be either 0 or 1.
7450
7451 Example:
7452 """"""""
7453
7454 .. code-block:: llvm
7455
7456       %X = zext i32 257 to i64              ; yields i64:257
7457       %Y = zext i1 true to i32              ; yields i32:1
7458       %Z = zext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
7459
7460 '``sext .. to``' Instruction
7461 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7462
7463 Syntax:
7464 """""""
7465
7466 ::
7467
7468       <result> = sext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
7469
7470 Overview:
7471 """""""""
7472
7473 The '``sext``' sign extends ``value`` to the type ``ty2``.
7474
7475 Arguments:
7476 """"""""""
7477
7478 The '``sext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
7479 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
7480 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
7481 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
7482
7483 Semantics:
7484 """"""""""
7485
7486 The '``sext``' instruction performs a sign extension by copying the sign
7487 bit (highest order bit) of the ``value`` until it reaches the bit size
7488 of the type ``ty2``.
7489
7490 When sign extending from i1, the extension always results in -1 or 0.
7491
7492 Example:
7493 """"""""
7494
7495 .. code-block:: llvm
7496
7497       %X = sext i8  -1 to i16              ; yields i16   :65535
7498       %Y = sext i1 true to i32             ; yields i32:-1
7499       %Z = sext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
7500
7501 '``fptrunc .. to``' Instruction
7502 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7503
7504 Syntax:
7505 """""""
7506
7507 ::
7508
7509       <result> = fptrunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
7510
7511 Overview:
7512 """""""""
7513
7514 The '``fptrunc``' instruction truncates ``value`` to type ``ty2``.
7515
7516 Arguments:
7517 """"""""""
7518
7519 The '``fptrunc``' instruction takes a :ref:`floating point <t_floating>`
7520 value to cast and a :ref:`floating point <t_floating>` type to cast it to.
7521 The size of ``value`` must be larger than the size of ``ty2``. This
7522 implies that ``fptrunc`` cannot be used to make a *no-op cast*.
7523
7524 Semantics:
7525 """"""""""
7526
7527 The '``fptrunc``' instruction truncates a ``value`` from a larger
7528 :ref:`floating point <t_floating>` type to a smaller :ref:`floating
7529 point <t_floating>` type. If the value cannot fit within the
7530 destination type, ``ty2``, then the results are undefined.
7531
7532 Example:
7533 """"""""
7534
7535 .. code-block:: llvm
7536
7537       %X = fptrunc double 123.0 to float         ; yields float:123.0
7538       %Y = fptrunc double 1.0E+300 to float      ; yields undefined
7539
7540 '``fpext .. to``' Instruction
7541 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7542
7543 Syntax:
7544 """""""
7545
7546 ::
7547
7548       <result> = fpext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
7549
7550 Overview:
7551 """""""""
7552
7553 The '``fpext``' extends a floating point ``value`` to a larger floating
7554 point value.
7555
7556 Arguments:
7557 """"""""""
7558
7559 The '``fpext``' instruction takes a :ref:`floating point <t_floating>`
7560 ``value`` to cast, and a :ref:`floating point <t_floating>` type to cast it
7561 to. The source type must be smaller than the destination type.
7562
7563 Semantics:
7564 """"""""""
7565
7566 The '``fpext``' instruction extends the ``value`` from a smaller
7567 :ref:`floating point <t_floating>` type to a larger :ref:`floating
7568 point <t_floating>` type. The ``fpext`` cannot be used to make a
7569 *no-op cast* because it always changes bits. Use ``bitcast`` to make a
7570 *no-op cast* for a floating point cast.
7571
7572 Example:
7573 """"""""
7574
7575 .. code-block:: llvm
7576
7577       %X = fpext float 3.125 to double         ; yields double:3.125000e+00
7578       %Y = fpext double %X to fp128            ; yields fp128:0xL00000000000000004000900000000000
7579
7580 '``fptoui .. to``' Instruction
7581 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7582
7583 Syntax:
7584 """""""
7585
7586 ::
7587
7588       <result> = fptoui <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
7589
7590 Overview:
7591 """""""""
7592
7593 The '``fptoui``' converts a floating point ``value`` to its unsigned
7594 integer equivalent of type ``ty2``.
7595
7596 Arguments:
7597 """"""""""
7598
7599 The '``fptoui``' instruction takes a value to cast, which must be a
7600 scalar or vector :ref:`floating point <t_floating>` value, and a type to
7601 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
7602 ``ty`` is a vector floating point type, ``ty2`` must be a vector integer
7603 type with the same number of elements as ``ty``
7604
7605 Semantics:
7606 """"""""""
7607
7608 The '``fptoui``' instruction converts its :ref:`floating
7609 point <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
7610 unsigned integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the results
7611 are undefined.
7612
7613 Example:
7614 """"""""
7615
7616 .. code-block:: llvm
7617
7618       %X = fptoui double 123.0 to i32      ; yields i32:123
7619       %Y = fptoui float 1.0E+300 to i1     ; yields undefined:1
7620       %Z = fptoui float 1.04E+17 to i8     ; yields undefined:1
7621
7622 '``fptosi .. to``' Instruction
7623 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7624
7625 Syntax:
7626 """""""
7627
7628 ::
7629
7630       <result> = fptosi <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
7631
7632 Overview:
7633 """""""""
7634
7635 The '``fptosi``' instruction converts :ref:`floating point <t_floating>`
7636 ``value`` to type ``ty2``.
7637
7638 Arguments:
7639 """"""""""
7640
7641 The '``fptosi``' instruction takes a value to cast, which must be a
7642 scalar or vector :ref:`floating point <t_floating>` value, and a type to
7643 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
7644 ``ty`` is a vector floating point type, ``ty2`` must be a vector integer
7645 type with the same number of elements as ``ty``
7646
7647 Semantics:
7648 """"""""""
7649
7650 The '``fptosi``' instruction converts its :ref:`floating
7651 point <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
7652 signed integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the results
7653 are undefined.
7654
7655 Example:
7656 """"""""
7657
7658 .. code-block:: llvm
7659
7660       %X = fptosi double -123.0 to i32      ; yields i32:-123
7661       %Y = fptosi float 1.0E-247 to i1      ; yields undefined:1
7662       %Z = fptosi float 1.04E+17 to i8      ; yields undefined:1
7663
7664 '``uitofp .. to``' Instruction
7665 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7666
7667 Syntax:
7668 """""""
7669
7670 ::
7671
7672       <result> = uitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
7673
7674 Overview:
7675 """""""""
7676
7677 The '``uitofp``' instruction regards ``value`` as an unsigned integer
7678 and converts that value to the ``ty2`` type.
7679
7680 Arguments:
7681 """"""""""
7682
7683 The '``uitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
7684 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
7685 ``ty2``, which must be an :ref:`floating point <t_floating>` type. If
7686 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating point
7687 type with the same number of elements as ``ty``
7688
7689 Semantics:
7690 """"""""""
7691
7692 The '``uitofp``' instruction interprets its operand as an unsigned
7693 integer quantity and converts it to the corresponding floating point
7694 value. If the value cannot fit in the floating point value, the results
7695 are undefined.
7696
7697 Example:
7698 """"""""
7699
7700 .. code-block:: llvm
7701
7702       %X = uitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
7703       %Y = uitofp i8 -1 to double          ; yields double:255.0
7704
7705 '``sitofp .. to``' Instruction
7706 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7707
7708 Syntax:
7709 """""""
7710
7711 ::
7712
7713       <result> = sitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
7714
7715 Overview:
7716 """""""""
7717
7718 The '``sitofp``' instruction regards ``value`` as a signed integer and
7719 converts that value to the ``ty2`` type.
7720
7721 Arguments:
7722 """"""""""
7723
7724 The '``sitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
7725 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
7726 ``ty2``, which must be an :ref:`floating point <t_floating>` type. If
7727 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating point
7728 type with the same number of elements as ``ty``
7729
7730 Semantics:
7731 """"""""""
7732
7733 The '``sitofp``' instruction interprets its operand as a signed integer
7734 quantity and converts it to the corresponding floating point value. If
7735 the value cannot fit in the floating point value, the results are
7736 undefined.
7737
7738 Example:
7739 """"""""
7740
7741 .. code-block:: llvm
7742
7743       %X = sitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
7744       %Y = sitofp i8 -1 to double          ; yields double:-1.0
7745
7746 .. _i_ptrtoint:
7747
7748 '``ptrtoint .. to``' Instruction
7749 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7750
7751 Syntax:
7752 """""""
7753
7754 ::
7755
7756       <result> = ptrtoint <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
7757
7758 Overview:
7759 """""""""
7760
7761 The '``ptrtoint``' instruction converts the pointer or a vector of
7762 pointers ``value`` to the integer (or vector of integers) type ``ty2``.
7763
7764 Arguments:
7765 """"""""""
7766
7767 The '``ptrtoint``' instruction takes a ``value`` to cast, which must be
7768 a value of type :ref:`pointer <t_pointer>` or a vector of pointers, and a
7769 type to cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` or
7770 a vector of integers type.
7771
7772 Semantics:
7773 """"""""""
7774
7775 The '``ptrtoint``' instruction converts ``value`` to integer type
7776 ``ty2`` by interpreting the pointer value as an integer and either
7777 truncating or zero extending that value to the size of the integer type.
7778 If ``value`` is smaller than ``ty2`` then a zero extension is done. If
7779 ``value`` is larger than ``ty2`` then a truncation is done. If they are
7780 the same size, then nothing is done (*no-op cast*) other than a type
7781 change.
7782
7783 Example:
7784 """"""""
7785
7786 .. code-block:: llvm
7787
7788       %X = ptrtoint i32* %P to i8                         ; yields truncation on 32-bit architecture
7789       %Y = ptrtoint i32* %P to i64                        ; yields zero extension on 32-bit architecture
7790       %Z = ptrtoint <4 x i32*> %P to <4 x i64>; yields vector zero extension for a vector of addresses on 32-bit architecture
7791
7792 .. _i_inttoptr:
7793
7794 '``inttoptr .. to``' Instruction
7795 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7796
7797 Syntax:
7798 """""""
7799
7800 ::
7801
7802       <result> = inttoptr <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
7803
7804 Overview:
7805 """""""""
7806
7807 The '``inttoptr``' instruction converts an integer ``value`` to a
7808 pointer type, ``ty2``.
7809
7810 Arguments:
7811 """"""""""
7812
7813 The '``inttoptr``' instruction takes an :ref:`integer <t_integer>` value to
7814 cast, and a type to cast it to, which must be a :ref:`pointer <t_pointer>`
7815 type.
7816
7817 Semantics:
7818 """"""""""
7819
7820 The '``inttoptr``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` by
7821 applying either a zero extension or a truncation depending on the size
7822 of the integer ``value``. If ``value`` is larger than the size of a
7823 pointer then a truncation is done. If ``value`` is smaller than the size
7824 of a pointer then a zero extension is done. If they are the same size,
7825 nothing is done (*no-op cast*).
7826
7827 Example:
7828 """"""""
7829
7830 .. code-block:: llvm
7831
7832       %X = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields zero extension on 64-bit architecture
7833       %Y = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields no-op on 32-bit architecture
7834       %Z = inttoptr i64 0 to i32*            ; yields truncation on 32-bit architecture
7835       %Z = inttoptr <4 x i32> %G to <4 x i8*>; yields truncation of vector G to four pointers
7836
7837 .. _i_bitcast:
7838
7839 '``bitcast .. to``' Instruction
7840 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7841
7842 Syntax:
7843 """""""
7844
7845 ::
7846
7847       <result> = bitcast <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
7848
7849 Overview:
7850 """""""""
7851
7852 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` without
7853 changing any bits.
7854
7855 Arguments:
7856 """"""""""
7857
7858 The '``bitcast``' instruction takes a value to cast, which must be a
7859 non-aggregate first class value, and a type to cast it to, which must
7860 also be a non-aggregate :ref:`first class <t_firstclass>` type. The
7861 bit sizes of ``value`` and the destination type, ``ty2``, must be
7862 identical. If the source type is a pointer, the destination type must
7863 also be a pointer of the same size. This instruction supports bitwise
7864 conversion of vectors to integers and to vectors of other types (as
7865 long as they have the same size).
7866
7867 Semantics:
7868 """"""""""
7869
7870 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2``. It
7871 is always a *no-op cast* because no bits change with this
7872 conversion. The conversion is done as if the ``value`` had been stored
7873 to memory and read back as type ``ty2``. Pointer (or vector of
7874 pointers) types may only be converted to other pointer (or vector of
7875 pointers) types with the same address space through this instruction.
7876 To convert pointers to other types, use the :ref:`inttoptr <i_inttoptr>`
7877 or :ref:`ptrtoint <i_ptrtoint>` instructions first.
7878
7879 Example:
7880 """"""""
7881
7882 .. code-block:: llvm
7883
7884       %X = bitcast i8 255 to i8              ; yields i8 :-1
7885       %Y = bitcast i32* %x to sint*          ; yields sint*:%x
7886       %Z = bitcast <2 x int> %V to i64;        ; yields i64: %V
7887       %Z = bitcast <2 x i32*> %V to <2 x i64*> ; yields <2 x i64*>
7888
7889 .. _i_addrspacecast:
7890
7891 '``addrspacecast .. to``' Instruction
7892 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7893
7894 Syntax:
7895 """""""
7896
7897 ::
7898
7899       <result> = addrspacecast <pty> <ptrval> to <pty2>       ; yields pty2
7900
7901 Overview:
7902 """""""""
7903
7904 The '``addrspacecast``' instruction converts ``ptrval`` from ``pty`` in
7905 address space ``n`` to type ``pty2`` in address space ``m``.
7906
7907 Arguments:
7908 """"""""""
7909
7910 The '``addrspacecast``' instruction takes a pointer or vector of pointer value
7911 to cast and a pointer type to cast it to, which must have a different
7912 address space.
7913
7914 Semantics:
7915 """"""""""
7916
7917 The '``addrspacecast``' instruction converts the pointer value
7918 ``ptrval`` to type ``pty2``. It can be a *no-op cast* or a complex
7919 value modification, depending on the target and the address space
7920 pair. Pointer conversions within the same address space must be
7921 performed with the ``bitcast`` instruction. Note that if the address space
7922 conversion is legal then both result and operand refer to the same memory
7923 location.
7924
7925 Example:
7926 """"""""
7927
7928 .. code-block:: llvm
7929
7930       %X = addrspacecast i32* %x to i32 addrspace(1)*    ; yields i32 addrspace(1)*:%x
7931       %Y = addrspacecast i32 addrspace(1)* %y to i64 addrspace(2)*    ; yields i64 addrspace(2)*:%y
7932       %Z = addrspacecast <4 x i32*> %z to <4 x float addrspace(3)*>   ; yields <4 x float addrspace(3)*>:%z
7933
7934 .. _otherops:
7935
7936 Other Operations
7937 ----------------
7938
7939 The instructions in this category are the "miscellaneous" instructions,
7940 which defy better classification.
7941
7942 .. _i_icmp:
7943
7944 '``icmp``' Instruction
7945 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7946
7947 Syntax:
7948 """""""
7949
7950 ::
7951
7952       <result> = icmp <cond> <ty> <op1>, <op2>   ; yields i1 or <N x i1>:result
7953
7954 Overview:
7955 """""""""
7956
7957 The '``icmp``' instruction returns a boolean value or a vector of
7958 boolean values based on comparison of its two integer, integer vector,
7959 pointer, or pointer vector operands.
7960
7961 Arguments:
7962 """"""""""
7963
7964 The '``icmp``' instruction takes three operands. The first operand is
7965 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
7966 not a value, just a keyword. The possible condition code are:
7967
7968 #. ``eq``: equal
7969 #. ``ne``: not equal
7970 #. ``ugt``: unsigned greater than
7971 #. ``uge``: unsigned greater or equal
7972 #. ``ult``: unsigned less than
7973 #. ``ule``: unsigned less or equal
7974 #. ``sgt``: signed greater than
7975 #. ``sge``: signed greater or equal
7976 #. ``slt``: signed less than
7977 #. ``sle``: signed less or equal
7978
7979 The remaining two arguments must be :ref:`integer <t_integer>` or
7980 :ref:`pointer <t_pointer>` or integer :ref:`vector <t_vector>` typed. They
7981 must also be identical types.
7982
7983 Semantics:
7984 """"""""""
7985
7986 The '``icmp``' compares ``op1`` and ``op2`` according to the condition
7987 code given as ``cond``. The comparison performed always yields either an
7988 :ref:`i1 <t_integer>` or vector of ``i1`` result, as follows:
7989
7990 #. ``eq``: yields ``true`` if the operands are equal, ``false``
7991    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
7992 #. ``ne``: yields ``true`` if the operands are unequal, ``false``
7993    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
7994 #. ``ugt``: interprets the operands as unsigned values and yields
7995    ``true`` if ``op1`` is greater than ``op2``.
7996 #. ``uge``: interprets the operands as unsigned values and yields
7997    ``true`` if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
7998 #. ``ult``: interprets the operands as unsigned values and yields
7999    ``true`` if ``op1`` is less than ``op2``.
8000 #. ``ule``: interprets the operands as unsigned values and yields
8001    ``true`` if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
8002 #. ``sgt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
8003    if ``op1`` is greater than ``op2``.
8004 #. ``sge``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
8005    if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
8006 #. ``slt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
8007    if ``op1`` is less than ``op2``.
8008 #. ``sle``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
8009    if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
8010
8011 If the operands are :ref:`pointer <t_pointer>` typed, the pointer values
8012 are compared as if they were integers.
8013
8014 If the operands are integer vectors, then they are compared element by
8015 element. The result is an ``i1`` vector with the same number of elements
8016 as the values being compared. Otherwise, the result is an ``i1``.
8017
8018 Example:
8019 """"""""
8020
8021 .. code-block:: llvm
8022
8023       <result> = icmp eq i32 4, 5          ; yields: result=false
8024       <result> = icmp ne float* %X, %X     ; yields: result=false
8025       <result> = icmp ult i16  4, 5        ; yields: result=true
8026       <result> = icmp sgt i16  4, 5        ; yields: result=false
8027       <result> = icmp ule i16 -4, 5        ; yields: result=false
8028       <result> = icmp sge i16  4, 5        ; yields: result=false
8029
8030 Note that the code generator does not yet support vector types with the
8031 ``icmp`` instruction.
8032
8033 .. _i_fcmp:
8034
8035 '``fcmp``' Instruction
8036 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8037
8038 Syntax:
8039 """""""
8040
8041 ::
8042
8043       <result> = fcmp [fast-math flags]* <cond> <ty> <op1>, <op2>     ; yields i1 or <N x i1>:result
8044
8045 Overview:
8046 """""""""
8047
8048 The '``fcmp``' instruction returns a boolean value or vector of boolean
8049 values based on comparison of its operands.
8050
8051 If the operands are floating point scalars, then the result type is a
8052 boolean (:ref:`i1 <t_integer>`).
8053
8054 If the operands are floating point vectors, then the result type is a
8055 vector of boolean with the same number of elements as the operands being
8056 compared.
8057
8058 Arguments:
8059 """"""""""
8060
8061 The '``fcmp``' instruction takes three operands. The first operand is
8062 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
8063 not a value, just a keyword. The possible condition code are:
8064
8065 #. ``false``: no comparison, always returns false
8066 #. ``oeq``: ordered and equal
8067 #. ``ogt``: ordered and greater than
8068 #. ``oge``: ordered and greater than or equal
8069 #. ``olt``: ordered and less than
8070 #. ``ole``: ordered and less than or equal
8071 #. ``one``: ordered and not equal
8072 #. ``ord``: ordered (no nans)
8073 #. ``ueq``: unordered or equal
8074 #. ``ugt``: unordered or greater than
8075 #. ``uge``: unordered or greater than or equal
8076 #. ``ult``: unordered or less than
8077 #. ``ule``: unordered or less than or equal
8078 #. ``une``: unordered or not equal
8079 #. ``uno``: unordered (either nans)
8080 #. ``true``: no comparison, always returns true
8081
8082 *Ordered* means that neither operand is a QNAN while *unordered* means
8083 that either operand may be a QNAN.
8084
8085 Each of ``val1`` and ``val2`` arguments must be either a :ref:`floating
8086 point <t_floating>` type or a :ref:`vector <t_vector>` of floating point
8087 type. They must have identical types.
8088
8089 Semantics:
8090 """"""""""
8091
8092 The '``fcmp``' instruction compares ``op1`` and ``op2`` according to the
8093 condition code given as ``cond``. If the operands are vectors, then the
8094 vectors are compared element by element. Each comparison performed
8095 always yields an :ref:`i1 <t_integer>` result, as follows:
8096
8097 #. ``false``: always yields ``false``, regardless of operands.
8098 #. ``oeq``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
8099    is equal to ``op2``.
8100 #. ``ogt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
8101    is greater than ``op2``.
8102 #. ``oge``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
8103    is greater than or equal to ``op2``.
8104 #. ``olt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
8105    is less than ``op2``.
8106 #. ``ole``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
8107    is less than or equal to ``op2``.
8108 #. ``one``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
8109    is not equal to ``op2``.
8110 #. ``ord``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN.
8111 #. ``ueq``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
8112    equal to ``op2``.
8113 #. ``ugt``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
8114    greater than ``op2``.
8115 #. ``uge``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
8116    greater than or equal to ``op2``.
8117 #. ``ult``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
8118    less than ``op2``.
8119 #. ``ule``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
8120    less than or equal to ``op2``.
8121 #. ``une``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
8122    not equal to ``op2``.
8123 #. ``uno``: yields ``true`` if either operand is a QNAN.
8124 #. ``true``: always yields ``true``, regardless of operands.
8125
8126 The ``fcmp`` instruction can also optionally take any number of
8127 :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable
8128 otherwise unsafe floating point optimizations.
8129
8130 Any set of fast-math flags are legal on an ``fcmp`` instruction, but the
8131 only flags that have any effect on its semantics are those that allow
8132 assumptions to be made about the values of input arguments; namely
8133 ``nnan``, ``ninf``, and ``nsz``. See :ref:`fastmath` for more information.
8134
8135 Example:
8136 """"""""
8137
8138 .. code-block:: llvm
8139
8140       <result> = fcmp oeq float 4.0, 5.0    ; yields: result=false
8141       <result> = fcmp one float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
8142       <result> = fcmp olt float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
8143       <result> = fcmp ueq double 1.0, 2.0   ; yields: result=false
8144
8145 Note that the code generator does not yet support vector types with the
8146 ``fcmp`` instruction.
8147
8148 .. _i_phi:
8149
8150 '``phi``' Instruction
8151 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8152
8153 Syntax:
8154 """""""
8155
8156 ::
8157
8158       <result> = phi <ty> [ <val0>, <label0>], ...
8159
8160 Overview:
8161 """""""""
8162
8163 The '``phi``' instruction is used to implement the Ï† node in the SSA
8164 graph representing the function.
8165
8166 Arguments:
8167 """"""""""
8168
8169 The type of the incoming values is specified with the first type field.
8170 After this, the '``phi``' instruction takes a list of pairs as
8171 arguments, with one pair for each predecessor basic block of the current
8172 block. Only values of :ref:`first class <t_firstclass>` type may be used as
8173 the value arguments to the PHI node. Only labels may be used as the
8174 label arguments.
8175
8176 There must be no non-phi instructions between the start of a basic block
8177 and the PHI instructions: i.e. PHI instructions must be first in a basic
8178 block.
8179
8180 For the purposes of the SSA form, the use of each incoming value is
8181 deemed to occur on the edge from the corresponding predecessor block to
8182 the current block (but after any definition of an '``invoke``'
8183 instruction's return value on the same edge).
8184
8185 Semantics:
8186 """"""""""
8187
8188 At runtime, the '``phi``' instruction logically takes on the value
8189 specified by the pair corresponding to the predecessor basic block that
8190 executed just prior to the current block.
8191
8192 Example:
8193 """"""""
8194
8195 .. code-block:: llvm
8196
8197     Loop:       ; Infinite loop that counts from 0 on up...
8198       %indvar = phi i32 [ 0, %LoopHeader ], [ %nextindvar, %Loop ]
8199       %nextindvar = add i32 %indvar, 1
8200       br label %Loop
8201
8202 .. _i_select:
8203
8204 '``select``' Instruction
8205 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8206
8207 Syntax:
8208 """""""
8209
8210 ::
8211
8212       <result> = select selty <cond>, <ty> <val1>, <ty> <val2>             ; yields ty
8213
8214       selty is either i1 or {<N x i1>}
8215
8216 Overview:
8217 """""""""
8218
8219 The '``select``' instruction is used to choose one value based on a
8220 condition, without IR-level branching.
8221
8222 Arguments:
8223 """"""""""
8224
8225 The '``select``' instruction requires an 'i1' value or a vector of 'i1'
8226 values indicating the condition, and two values of the same :ref:`first
8227 class <t_firstclass>` type.
8228
8229 Semantics:
8230 """"""""""
8231
8232 If the condition is an i1 and it evaluates to 1, the instruction returns
8233 the first value argument; otherwise, it returns the second value
8234 argument.
8235
8236 If the condition is a vector of i1, then the value arguments must be
8237 vectors of the same size, and the selection is done element by element.
8238
8239 If the condition is an i1 and the value arguments are vectors of the
8240 same size, then an entire vector is selected.
8241
8242 Example:
8243 """"""""
8244
8245 .. code-block:: llvm
8246
8247       %X = select i1 true, i8 17, i8 42          ; yields i8:17
8248
8249 .. _i_call:
8250
8251 '``call``' Instruction
8252 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8253
8254 Syntax:
8255 """""""
8256
8257 ::
8258
8259       <result> = [tail | musttail] call [cconv] [ret attrs] <ty> [<fnty>*] <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
8260
8261 Overview:
8262 """""""""
8263
8264 The '``call``' instruction represents a simple function call.
8265
8266 Arguments:
8267 """"""""""
8268
8269 This instruction requires several arguments:
8270
8271 #. The optional ``tail`` and ``musttail`` markers indicate that the optimizers
8272    should perform tail call optimization. The ``tail`` marker is a hint that
8273    `can be ignored <CodeGenerator.html#sibcallopt>`_. The ``musttail`` marker
8274    means that the call must be tail call optimized in order for the program to
8275    be correct. The ``musttail`` marker provides these guarantees:
8276
8277    #. The call will not cause unbounded stack growth if it is part of a
8278       recursive cycle in the call graph.
8279    #. Arguments with the :ref:`inalloca <attr_inalloca>` attribute are
8280       forwarded in place.
8281
8282    Both markers imply that the callee does not access allocas or varargs from
8283    the caller. Calls marked ``musttail`` must obey the following additional
8284    rules:
8285
8286    - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction,
8287      or a pointer bitcast followed by a ret instruction.
8288    - The ret instruction must return the (possibly bitcasted) value
8289      produced by the call or void.
8290    - The caller and callee prototypes must match. Pointer types of
8291      parameters or return types may differ in pointee type, but not
8292      in address space.
8293    - The calling conventions of the caller and callee must match.
8294    - All ABI-impacting function attributes, such as sret, byval, inreg,
8295      returned, and inalloca, must match.
8296    - The callee must be varargs iff the caller is varargs. Bitcasting a
8297      non-varargs function to the appropriate varargs type is legal so
8298      long as the non-varargs prefixes obey the other rules.
8299
8300    Tail call optimization for calls marked ``tail`` is guaranteed to occur if
8301    the following conditions are met:
8302
8303    -  Caller and callee both have the calling convention ``fastcc``.
8304    -  The call is in tail position (ret immediately follows call and ret
8305       uses value of call or is void).
8306    -  Option ``-tailcallopt`` is enabled, or
8307       ``llvm::GuaranteedTailCallOpt`` is ``true``.
8308    -  `Platform-specific constraints are
8309       met. <CodeGenerator.html#tailcallopt>`_
8310
8311 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
8312    convention <callingconv>` the call should use. If none is
8313    specified, the call defaults to using C calling conventions. The
8314    calling convention of the call must match the calling convention of
8315    the target function, or else the behavior is undefined.
8316 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
8317    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
8318    are valid here.
8319 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
8320    type of the return value. Functions that return no value are marked
8321    ``void``.
8322 #. '``fnty``': shall be the signature of the pointer to function value
8323    being invoked. The argument types must match the types implied by
8324    this signature. This type can be omitted if the function is not
8325    varargs and if the function type does not return a pointer to a
8326    function.
8327 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
8328    be invoked. In most cases, this is a direct function invocation, but
8329    indirect ``call``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
8330    to function value.
8331 #. '``function args``': argument list whose types match the function
8332    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
8333    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
8334    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
8335    extra arguments can be specified.
8336 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list. Only
8337    '``noreturn``', '``nounwind``', '``readonly``' and '``readnone``'
8338    attributes are valid here.
8339
8340 Semantics:
8341 """"""""""
8342
8343 The '``call``' instruction is used to cause control flow to transfer to
8344 a specified function, with its incoming arguments bound to the specified
8345 values. Upon a '``ret``' instruction in the called function, control
8346 flow continues with the instruction after the function call, and the
8347 return value of the function is bound to the result argument.
8348
8349 Example:
8350 """"""""
8351
8352 .. code-block:: llvm
8353
8354       %retval = call i32 @test(i32 %argc)
8355       call i32 (i8*, ...)* @printf(i8* %msg, i32 12, i8 42)        ; yields i32
8356       %X = tail call i32 @foo()                                    ; yields i32
8357       %Y = tail call fastcc i32 @foo()  ; yields i32
8358       call void %foo(i8 97 signext)
8359
8360       %struct.A = type { i32, i8 }
8361       %r = call %struct.A @foo()                        ; yields { i32, i8 }
8362       %gr = extractvalue %struct.A %r, 0                ; yields i32
8363       %gr1 = extractvalue %struct.A %r, 1               ; yields i8
8364       %Z = call void @foo() noreturn                    ; indicates that %foo never returns normally
8365       %ZZ = call zeroext i32 @bar()                     ; Return value is %zero extended
8366
8367 llvm treats calls to some functions with names and arguments that match
8368 the standard C99 library as being the C99 library functions, and may
8369 perform optimizations or generate code for them under that assumption.
8370 This is something we'd like to change in the future to provide better
8371 support for freestanding environments and non-C-based languages.
8372
8373 .. _i_va_arg:
8374
8375 '``va_arg``' Instruction
8376 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8377
8378 Syntax:
8379 """""""
8380
8381 ::
8382
8383       <resultval> = va_arg <va_list*> <arglist>, <argty>
8384
8385 Overview:
8386 """""""""
8387
8388 The '``va_arg``' instruction is used to access arguments passed through
8389 the "variable argument" area of a function call. It is used to implement
8390 the ``va_arg`` macro in C.
8391
8392 Arguments:
8393 """"""""""
8394
8395 This instruction takes a ``va_list*`` value and the type of the
8396 argument. It returns a value of the specified argument type and
8397 increments the ``va_list`` to point to the next argument. The actual
8398 type of ``va_list`` is target specific.
8399
8400 Semantics:
8401 """"""""""
8402
8403 The '``va_arg``' instruction loads an argument of the specified type
8404 from the specified ``va_list`` and causes the ``va_list`` to point to
8405 the next argument. For more information, see the variable argument
8406 handling :ref:`Intrinsic Functions <int_varargs>`.
8407
8408 It is legal for this instruction to be called in a function which does
8409 not take a variable number of arguments, for example, the ``vfprintf``
8410 function.
8411
8412 ``va_arg`` is an LLVM instruction instead of an :ref:`intrinsic
8413 function <intrinsics>` because it takes a type as an argument.
8414
8415 Example:
8416 """"""""
8417
8418 See the :ref:`variable argument processing <int_varargs>` section.
8419
8420 Note that the code generator does not yet fully support va\_arg on many
8421 targets. Also, it does not currently support va\_arg with aggregate
8422 types on any target.
8423
8424 .. _i_landingpad:
8425
8426 '``landingpad``' Instruction
8427 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8428
8429 Syntax:
8430 """""""
8431
8432 ::
8433
8434       <resultval> = landingpad <resultty> <clause>+
8435       <resultval> = landingpad <resultty> cleanup <clause>*
8436
8437       <clause> := catch <type> <value>
8438       <clause> := filter <array constant type> <array constant>
8439
8440 Overview:
8441 """""""""
8442
8443 The '``landingpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
8444 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
8445 is a landing pad --- one where the exception lands, and corresponds to the
8446 code found in the ``catch`` portion of a ``try``/``catch`` sequence. It
8447 defines values supplied by the :ref:`personality function <personalityfn>` upon
8448 re-entry to the function. The ``resultval`` has the type ``resultty``.
8449
8450 Arguments:
8451 """"""""""
8452
8453 The optional
8454 ``cleanup`` flag indicates that the landing pad block is a cleanup.
8455
8456 A ``clause`` begins with the clause type --- ``catch`` or ``filter`` --- and
8457 contains the global variable representing the "type" that may be caught
8458 or filtered respectively. Unlike the ``catch`` clause, the ``filter``
8459 clause takes an array constant as its argument. Use
8460 "``[0 x i8**] undef``" for a filter which cannot throw. The
8461 '``landingpad``' instruction must contain *at least* one ``clause`` or
8462 the ``cleanup`` flag.
8463
8464 Semantics:
8465 """"""""""
8466
8467 The '``landingpad``' instruction defines the values which are set by the
8468 :ref:`personality function <personalityfn>` upon re-entry to the function, and
8469 therefore the "result type" of the ``landingpad`` instruction. As with
8470 calling conventions, how the personality function results are
8471 represented in LLVM IR is target specific.
8472
8473 The clauses are applied in order from top to bottom. If two
8474 ``landingpad`` instructions are merged together through inlining, the
8475 clauses from the calling function are appended to the list of clauses.
8476 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
8477 the exception is compared against each ``clause`` in turn. If it doesn't
8478 match any of the clauses, and the ``cleanup`` flag is not set, then
8479 unwinding continues further up the call stack.
8480
8481 The ``landingpad`` instruction has several restrictions:
8482
8483 -  A landing pad block is a basic block which is the unwind destination
8484    of an '``invoke``' instruction.
8485 -  A landing pad block must have a '``landingpad``' instruction as its
8486    first non-PHI instruction.
8487 -  There can be only one '``landingpad``' instruction within the landing
8488    pad block.
8489 -  A basic block that is not a landing pad block may not include a
8490    '``landingpad``' instruction.
8491
8492 Example:
8493 """"""""
8494
8495 .. code-block:: llvm
8496
8497       ;; A landing pad which can catch an integer.
8498       %res = landingpad { i8*, i32 }
8499                catch i8** @_ZTIi
8500       ;; A landing pad that is a cleanup.
8501       %res = landingpad { i8*, i32 }
8502                cleanup
8503       ;; A landing pad which can catch an integer and can only throw a double.
8504       %res = landingpad { i8*, i32 }
8505                catch i8** @_ZTIi
8506                filter [1 x i8**] [@_ZTId]
8507
8508 .. _i_cleanuppad:
8509
8510 '``cleanuppad``' Instruction
8511 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8512
8513 Syntax:
8514 """""""
8515
8516 ::
8517
8518       <resultval> = cleanuppad [<args>*]
8519
8520 Overview:
8521 """""""""
8522
8523 The '``cleanuppad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
8524 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
8525 is a cleanup block --- one where a personality routine attempts to
8526 transfer control to run cleanup actions.
8527 The ``args`` correspond to whatever additional
8528 information the :ref:`personality function <personalityfn>` requires to
8529 execute the cleanup.
8530 The ``resultval`` has the type :ref:`token <t_token>` and is used to
8531 match the ``cleanuppad`` to corresponding :ref:`cleanuprets <i_cleanupret>`
8532 and :ref:`cleanupendpads <i_cleanupendpad>`.
8533
8534 Arguments:
8535 """"""""""
8536
8537 The instruction takes a list of arbitrary values which are interpreted
8538 by the :ref:`personality function <personalityfn>`.
8539
8540 Semantics:
8541 """"""""""
8542
8543 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
8544 the :ref:`personality function <personalityfn>` transfers control to the
8545 ``cleanuppad`` with the aid of the personality-specific arguments.
8546 As with calling conventions, how the personality function results are
8547 represented in LLVM IR is target specific.
8548
8549 The ``cleanuppad`` instruction has several restrictions:
8550
8551 -  A cleanup block is a basic block which is the unwind destination of
8552    an exceptional instruction.
8553 -  A cleanup block must have a '``cleanuppad``' instruction as its
8554    first non-PHI instruction.
8555 -  There can be only one '``cleanuppad``' instruction within the
8556    cleanup block.
8557 -  A basic block that is not a cleanup block may not include a
8558    '``cleanuppad``' instruction.
8559 -  All '``cleanupret``'s and '``cleanupendpad``'s which consume a ``cleanuppad``
8560    must have the same exceptional successor.
8561 -  It is undefined behavior for control to transfer from a ``cleanuppad`` to a
8562    ``ret`` without first executing a ``cleanupret`` or ``cleanupendpad`` that
8563    consumes the ``cleanuppad``.
8564 -  It is undefined behavior for control to transfer from a ``cleanuppad`` to
8565    itself without first executing a ``cleanupret`` or ``cleanupendpad`` that
8566    consumes the ``cleanuppad``.
8567
8568 Example:
8569 """"""""
8570
8571 .. code-block:: llvm
8572
8573       %tok = cleanuppad []
8574
8575 .. _intrinsics:
8576
8577 Intrinsic Functions
8578 ===================
8579
8580 LLVM supports the notion of an "intrinsic function". These functions
8581 have well known names and semantics and are required to follow certain
8582 restrictions. Overall, these intrinsics represent an extension mechanism
8583 for the LLVM language that does not require changing all of the
8584 transformations in LLVM when adding to the language (or the bitcode
8585 reader/writer, the parser, etc...).
8586
8587 Intrinsic function names must all start with an "``llvm.``" prefix. This
8588 prefix is reserved in LLVM for intrinsic names; thus, function names may
8589 not begin with this prefix. Intrinsic functions must always be external
8590 functions: you cannot define the body of intrinsic functions. Intrinsic
8591 functions may only be used in call or invoke instructions: it is illegal
8592 to take the address of an intrinsic function. Additionally, because
8593 intrinsic functions are part of the LLVM language, it is required if any
8594 are added that they be documented here.
8595
8596 Some intrinsic functions can be overloaded, i.e., the intrinsic
8597 represents a family of functions that perform the same operation but on
8598 different data types. Because LLVM can represent over 8 million
8599 different integer types, overloading is used commonly to allow an
8600 intrinsic function to operate on any integer type. One or more of the
8601 argument types or the result type can be overloaded to accept any
8602 integer type. Argument types may also be defined as exactly matching a
8603 previous argument's type or the result type. This allows an intrinsic
8604 function which accepts multiple arguments, but needs all of them to be
8605 of the same type, to only be overloaded with respect to a single
8606 argument or the result.
8607
8608 Overloaded intrinsics will have the names of its overloaded argument
8609 types encoded into its function name, each preceded by a period. Only
8610 those types which are overloaded result in a name suffix. Arguments
8611 whose type is matched against another type do not. For example, the
8612 ``llvm.ctpop`` function can take an integer of any width and returns an
8613 integer of exactly the same integer width. This leads to a family of
8614 functions such as ``i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %val)`` and
8615 ``i29 @llvm.ctpop.i29(i29 %val)``. Only one type, the return type, is
8616 overloaded, and only one type suffix is required. Because the argument's
8617 type is matched against the return type, it does not require its own
8618 name suffix.
8619
8620 To learn how to add an intrinsic function, please see the `Extending
8621 LLVM Guide <ExtendingLLVM.html>`_.
8622
8623 .. _int_varargs:
8624
8625 Variable Argument Handling Intrinsics
8626 -------------------------------------
8627
8628 Variable argument support is defined in LLVM with the
8629 :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and these three intrinsic
8630 functions. These functions are related to the similarly named macros
8631 defined in the ``<stdarg.h>`` header file.
8632
8633 All of these functions operate on arguments that use a target-specific
8634 value type "``va_list``". The LLVM assembly language reference manual
8635 does not define what this type is, so all transformations should be
8636 prepared to handle these functions regardless of the type used.
8637
8638 This example shows how the :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and the
8639 variable argument handling intrinsic functions are used.
8640
8641 .. code-block:: llvm
8642
8643     ; This struct is different for every platform. For most platforms,
8644     ; it is merely an i8*.
8645     %struct.va_list = type { i8* }
8646
8647     ; For Unix x86_64 platforms, va_list is the following struct:
8648     ; %struct.va_list = type { i32, i32, i8*, i8* }
8649
8650     define i32 @test(i32 %X, ...) {
8651       ; Initialize variable argument processing
8652       %ap = alloca %struct.va_list
8653       %ap2 = bitcast %struct.va_list* %ap to i8*
8654       call void @llvm.va_start(i8* %ap2)
8655
8656       ; Read a single integer argument
8657       %tmp = va_arg i8* %ap2, i32
8658
8659       ; Demonstrate usage of llvm.va_copy and llvm.va_end
8660       %aq = alloca i8*
8661       %aq2 = bitcast i8** %aq to i8*
8662       call void @llvm.va_copy(i8* %aq2, i8* %ap2)
8663       call void @llvm.va_end(i8* %aq2)
8664
8665       ; Stop processing of arguments.
8666       call void @llvm.va_end(i8* %ap2)
8667       ret i32 %tmp
8668     }
8669
8670     declare void @llvm.va_start(i8*)
8671     declare void @llvm.va_copy(i8*, i8*)
8672     declare void @llvm.va_end(i8*)
8673
8674 .. _int_va_start:
8675
8676 '``llvm.va_start``' Intrinsic
8677 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8678
8679 Syntax:
8680 """""""
8681
8682 ::
8683
8684       declare void @llvm.va_start(i8* <arglist>)
8685
8686 Overview:
8687 """""""""
8688
8689 The '``llvm.va_start``' intrinsic initializes ``*<arglist>`` for
8690 subsequent use by ``va_arg``.
8691
8692 Arguments:
8693 """"""""""
8694
8695 The argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
8696
8697 Semantics:
8698 """"""""""
8699
8700 The '``llvm.va_start``' intrinsic works just like the ``va_start`` macro
8701 available in C. In a target-dependent way, it initializes the
8702 ``va_list`` element to which the argument points, so that the next call
8703 to ``va_arg`` will produce the first variable argument passed to the
8704 function. Unlike the C ``va_start`` macro, this intrinsic does not need
8705 to know the last argument of the function as the compiler can figure
8706 that out.
8707
8708 '``llvm.va_end``' Intrinsic
8709 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8710
8711 Syntax:
8712 """""""
8713
8714 ::
8715
8716       declare void @llvm.va_end(i8* <arglist>)
8717
8718 Overview:
8719 """""""""
8720
8721 The '``llvm.va_end``' intrinsic destroys ``*<arglist>``, which has been
8722 initialized previously with ``llvm.va_start`` or ``llvm.va_copy``.
8723
8724 Arguments:
8725 """"""""""
8726
8727 The argument is a pointer to a ``va_list`` to destroy.
8728
8729 Semantics:
8730 """"""""""
8731
8732 The '``llvm.va_end``' intrinsic works just like the ``va_end`` macro
8733 available in C. In a target-dependent way, it destroys the ``va_list``
8734 element to which the argument points. Calls to
8735 :ref:`llvm.va_start <int_va_start>` and
8736 :ref:`llvm.va_copy <int_va_copy>` must be matched exactly with calls to
8737 ``llvm.va_end``.
8738
8739 .. _int_va_copy:
8740
8741 '``llvm.va_copy``' Intrinsic
8742 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8743
8744 Syntax:
8745 """""""
8746
8747 ::
8748
8749       declare void @llvm.va_copy(i8* <destarglist>, i8* <srcarglist>)
8750
8751 Overview:
8752 """""""""
8753
8754 The '``llvm.va_copy``' intrinsic copies the current argument position
8755 from the source argument list to the destination argument list.
8756
8757 Arguments:
8758 """"""""""
8759
8760 The first argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
8761 The second argument is a pointer to a ``va_list`` element to copy from.
8762
8763 Semantics:
8764 """"""""""
8765
8766 The '``llvm.va_copy``' intrinsic works just like the ``va_copy`` macro
8767 available in C. In a target-dependent way, it copies the source
8768 ``va_list`` element into the destination ``va_list`` element. This
8769 intrinsic is necessary because the `` llvm.va_start`` intrinsic may be
8770 arbitrarily complex and require, for example, memory allocation.
8771
8772 Accurate Garbage Collection Intrinsics
8773 --------------------------------------
8774
8775 LLVM's support for `Accurate Garbage Collection <GarbageCollection.html>`_
8776 (GC) requires the frontend to generate code containing appropriate intrinsic
8777 calls and select an appropriate GC strategy which knows how to lower these
8778 intrinsics in a manner which is appropriate for the target collector.
8779
8780 These intrinsics allow identification of :ref:`GC roots on the
8781 stack <int_gcroot>`, as well as garbage collector implementations that
8782 require :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers.
8783 Frontends for type-safe garbage collected languages should generate
8784 these intrinsics to make use of the LLVM garbage collectors. For more
8785 details, see `Garbage Collection with LLVM <GarbageCollection.html>`_.
8786
8787 Experimental Statepoint Intrinsics
8788 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8789
8790 LLVM provides an second experimental set of intrinsics for describing garbage
8791 collection safepoints in compiled code. These intrinsics are an alternative
8792 to the ``llvm.gcroot`` intrinsics, but are compatible with the ones for
8793 :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers. The
8794 differences in approach are covered in the `Garbage Collection with LLVM
8795 <GarbageCollection.html>`_ documentation. The intrinsics themselves are
8796 described in :doc:`Statepoints`.
8797
8798 .. _int_gcroot:
8799
8800 '``llvm.gcroot``' Intrinsic
8801 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8802
8803 Syntax:
8804 """""""
8805
8806 ::
8807
8808       declare void @llvm.gcroot(i8** %ptrloc, i8* %metadata)
8809
8810 Overview:
8811 """""""""
8812
8813 The '``llvm.gcroot``' intrinsic declares the existence of a GC root to
8814 the code generator, and allows some metadata to be associated with it.
8815
8816 Arguments:
8817 """"""""""
8818
8819 The first argument specifies the address of a stack object that contains
8820 the root pointer. The second pointer (which must be either a constant or
8821 a global value address) contains the meta-data to be associated with the
8822 root.
8823
8824 Semantics:
8825 """"""""""
8826
8827 At runtime, a call to this intrinsic stores a null pointer into the
8828 "ptrloc" location. At compile-time, the code generator generates
8829 information to allow the runtime to find the pointer at GC safe points.
8830 The '``llvm.gcroot``' intrinsic may only be used in a function which
8831 :ref:`specifies a GC algorithm <gc>`.
8832
8833 .. _int_gcread:
8834
8835 '``llvm.gcread``' Intrinsic
8836 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8837
8838 Syntax:
8839 """""""
8840
8841 ::
8842
8843       declare i8* @llvm.gcread(i8* %ObjPtr, i8** %Ptr)
8844
8845 Overview:
8846 """""""""
8847
8848 The '``llvm.gcread``' intrinsic identifies reads of references from heap
8849 locations, allowing garbage collector implementations that require read
8850 barriers.
8851
8852 Arguments:
8853 """"""""""
8854
8855 The second argument is the address to read from, which should be an
8856 address allocated from the garbage collector. The first object is a
8857 pointer to the start of the referenced object, if needed by the language
8858 runtime (otherwise null).
8859
8860 Semantics:
8861 """"""""""
8862
8863 The '``llvm.gcread``' intrinsic has the same semantics as a load
8864 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
8865 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcread``'
8866 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
8867 algorithm <gc>`.
8868
8869 .. _int_gcwrite:
8870
8871 '``llvm.gcwrite``' Intrinsic
8872 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8873
8874 Syntax:
8875 """""""
8876
8877 ::
8878
8879       declare void @llvm.gcwrite(i8* %P1, i8* %Obj, i8** %P2)
8880
8881 Overview:
8882 """""""""
8883
8884 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic identifies writes of references to heap
8885 locations, allowing garbage collector implementations that require write
8886 barriers (such as generational or reference counting collectors).
8887
8888 Arguments:
8889 """"""""""
8890
8891 The first argument is the reference to store, the second is the start of
8892 the object to store it to, and the third is the address of the field of
8893 Obj to store to. If the runtime does not require a pointer to the
8894 object, Obj may be null.
8895
8896 Semantics:
8897 """"""""""
8898
8899 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic has the same semantics as a store
8900 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
8901 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcwrite``'
8902 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
8903 algorithm <gc>`.
8904
8905 Code Generator Intrinsics
8906 -------------------------
8907
8908 These intrinsics are provided by LLVM to expose special features that
8909 may only be implemented with code generator support.
8910
8911 '``llvm.returnaddress``' Intrinsic
8912 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8913
8914 Syntax:
8915 """""""
8916
8917 ::
8918
8919       declare i8  *@llvm.returnaddress(i32 <level>)
8920
8921 Overview:
8922 """""""""
8923
8924 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic attempts to compute a
8925 target-specific value indicating the return address of the current
8926 function or one of its callers.
8927
8928 Arguments:
8929 """"""""""
8930
8931 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
8932 address for. Zero indicates the calling function, one indicates its
8933 caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
8934 value.
8935
8936 Semantics:
8937 """"""""""
8938
8939 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic either returns a pointer
8940 indicating the return address of the specified call frame, or zero if it
8941 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
8942 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
8943 used for debugging purposes.
8944
8945 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
8946 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
8947 of the obvious source-language caller.
8948
8949 '``llvm.frameaddress``' Intrinsic
8950 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8951
8952 Syntax:
8953 """""""
8954
8955 ::
8956
8957       declare i8* @llvm.frameaddress(i32 <level>)
8958
8959 Overview:
8960 """""""""
8961
8962 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic attempts to return the
8963 target-specific frame pointer value for the specified stack frame.
8964
8965 Arguments:
8966 """"""""""
8967
8968 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
8969 frame pointer for. Zero indicates the calling function, one indicates
8970 its caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
8971 value.
8972
8973 Semantics:
8974 """"""""""
8975
8976 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic either returns a pointer
8977 indicating the frame address of the specified call frame, or zero if it
8978 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
8979 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
8980 used for debugging purposes.
8981
8982 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
8983 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
8984 of the obvious source-language caller.
8985
8986 '``llvm.localescape``' and '``llvm.localrecover``' Intrinsics
8987 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8988
8989 Syntax:
8990 """""""
8991
8992 ::
8993
8994       declare void @llvm.localescape(...)
8995       declare i8* @llvm.localrecover(i8* %func, i8* %fp, i32 %idx)
8996
8997 Overview:
8998 """""""""
8999
9000 The '``llvm.localescape``' intrinsic escapes offsets of a collection of static
9001 allocas, and the '``llvm.localrecover``' intrinsic applies those offsets to a
9002 live frame pointer to recover the address of the allocation. The offset is
9003 computed during frame layout of the caller of ``llvm.localescape``.
9004
9005 Arguments:
9006 """"""""""
9007
9008 All arguments to '``llvm.localescape``' must be pointers to static allocas or
9009 casts of static allocas. Each function can only call '``llvm.localescape``'
9010 once, and it can only do so from the entry block.
9011
9012 The ``func`` argument to '``llvm.localrecover``' must be a constant
9013 bitcasted pointer to a function defined in the current module. The code
9014 generator cannot determine the frame allocation offset of functions defined in
9015 other modules.
9016
9017 The ``fp`` argument to '``llvm.localrecover``' must be a frame pointer of a
9018 call frame that is currently live. The return value of '``llvm.localaddress``'
9019 is one way to produce such a value, but various runtimes also expose a suitable
9020 pointer in platform-specific ways.
9021
9022 The ``idx`` argument to '``llvm.localrecover``' indicates which alloca passed to
9023 '``llvm.localescape``' to recover. It is zero-indexed.
9024
9025 Semantics:
9026 """"""""""
9027
9028 These intrinsics allow a group of functions to share access to a set of local
9029 stack allocations of a one parent function. The parent function may call the
9030 '``llvm.localescape``' intrinsic once from the function entry block, and the
9031 child functions can use '``llvm.localrecover``' to access the escaped allocas.
9032 The '``llvm.localescape``' intrinsic blocks inlining, as inlining changes where
9033 the escaped allocas are allocated, which would break attempts to use
9034 '``llvm.localrecover``'.
9035
9036 .. _int_read_register:
9037 .. _int_write_register:
9038
9039 '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' Intrinsics
9040 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9041
9042 Syntax:
9043 """""""
9044
9045 ::
9046
9047       declare i32 @llvm.read_register.i32(metadata)
9048       declare i64 @llvm.read_register.i64(metadata)
9049       declare void @llvm.write_register.i32(metadata, i32 @value)
9050       declare void @llvm.write_register.i64(metadata, i64 @value)
9051       !0 = !{!"sp\00"}
9052
9053 Overview:
9054 """""""""
9055
9056 The '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' intrinsics
9057 provides access to the named register. The register must be valid on
9058 the architecture being compiled to. The type needs to be compatible
9059 with the register being read.
9060
9061 Semantics:
9062 """"""""""
9063
9064 The '``llvm.read_register``' intrinsic returns the current value of the
9065 register, where possible. The '``llvm.write_register``' intrinsic sets
9066 the current value of the register, where possible.
9067
9068 This is useful to implement named register global variables that need
9069 to always be mapped to a specific register, as is common practice on
9070 bare-metal programs including OS kernels.
9071
9072 The compiler doesn't check for register availability or use of the used
9073 register in surrounding code, including inline assembly. Because of that,
9074 allocatable registers are not supported.
9075
9076 Warning: So far it only works with the stack pointer on selected
9077 architectures (ARM, AArch64, PowerPC and x86_64). Significant amount of
9078 work is needed to support other registers and even more so, allocatable
9079 registers.
9080
9081 .. _int_stacksave:
9082
9083 '``llvm.stacksave``' Intrinsic
9084 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9085
9086 Syntax:
9087 """""""
9088
9089 ::
9090
9091       declare i8* @llvm.stacksave()
9092
9093 Overview:
9094 """""""""
9095
9096 The '``llvm.stacksave``' intrinsic is used to remember the current state
9097 of the function stack, for use with
9098 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. This is useful for
9099 implementing language features like scoped automatic variable sized
9100 arrays in C99.
9101
9102 Semantics:
9103 """"""""""
9104
9105 This intrinsic returns a opaque pointer value that can be passed to
9106 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. When an
9107 ``llvm.stackrestore`` intrinsic is executed with a value saved from
9108 ``llvm.stacksave``, it effectively restores the state of the stack to
9109 the state it was in when the ``llvm.stacksave`` intrinsic executed. In
9110 practice, this pops any :ref:`alloca <i_alloca>` blocks from the stack that
9111 were allocated after the ``llvm.stacksave`` was executed.
9112
9113 .. _int_stackrestore:
9114
9115 '``llvm.stackrestore``' Intrinsic
9116 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9117
9118 Syntax:
9119 """""""
9120
9121 ::
9122
9123       declare void @llvm.stackrestore(i8* %ptr)
9124
9125 Overview:
9126 """""""""
9127
9128 The '``llvm.stackrestore``' intrinsic is used to restore the state of
9129 the function stack to the state it was in when the corresponding
9130 :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` intrinsic executed. This is
9131 useful for implementing language features like scoped automatic variable
9132 sized arrays in C99.
9133
9134 Semantics:
9135 """"""""""
9136
9137 See the description for :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>`.
9138
9139 '``llvm.prefetch``' Intrinsic
9140 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9141
9142 Syntax:
9143 """""""
9144
9145 ::
9146
9147       declare void @llvm.prefetch(i8* <address>, i32 <rw>, i32 <locality>, i32 <cache type>)
9148
9149 Overview:
9150 """""""""
9151
9152 The '``llvm.prefetch``' intrinsic is a hint to the code generator to
9153 insert a prefetch instruction if supported; otherwise, it is a noop.
9154 Prefetches have no effect on the behavior of the program but can change
9155 its performance characteristics.
9156
9157 Arguments:
9158 """"""""""
9159
9160 ``address`` is the address to be prefetched, ``rw`` is the specifier
9161 determining if the fetch should be for a read (0) or write (1), and
9162 ``locality`` is a temporal locality specifier ranging from (0) - no
9163 locality, to (3) - extremely local keep in cache. The ``cache type``
9164 specifies whether the prefetch is performed on the data (1) or
9165 instruction (0) cache. The ``rw``, ``locality`` and ``cache type``
9166 arguments must be constant integers.
9167
9168 Semantics:
9169 """"""""""
9170
9171 This intrinsic does not modify the behavior of the program. In
9172 particular, prefetches cannot trap and do not produce a value. On
9173 targets that support this intrinsic, the prefetch can provide hints to
9174 the processor cache for better performance.
9175
9176 '``llvm.pcmarker``' Intrinsic
9177 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9178
9179 Syntax:
9180 """""""
9181
9182 ::
9183
9184       declare void @llvm.pcmarker(i32 <id>)
9185
9186 Overview:
9187 """""""""
9188
9189 The '``llvm.pcmarker``' intrinsic is a method to export a Program
9190 Counter (PC) in a region of code to simulators and other tools. The
9191 method is target specific, but it is expected that the marker will use
9192 exported symbols to transmit the PC of the marker. The marker makes no
9193 guarantees that it will remain with any specific instruction after
9194 optimizations. It is possible that the presence of a marker will inhibit
9195 optimizations. The intended use is to be inserted after optimizations to
9196 allow correlations of simulation runs.
9197
9198 Arguments:
9199 """"""""""
9200
9201 ``id`` is a numerical id identifying the marker.
9202
9203 Semantics:
9204 """"""""""
9205
9206 This intrinsic does not modify the behavior of the program. Backends
9207 that do not support this intrinsic may ignore it.
9208
9209 '``llvm.readcyclecounter``' Intrinsic
9210 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9211
9212 Syntax:
9213 """""""
9214
9215 ::
9216
9217       declare i64 @llvm.readcyclecounter()
9218
9219 Overview:
9220 """""""""
9221
9222 The '``llvm.readcyclecounter``' intrinsic provides access to the cycle
9223 counter register (or similar low latency, high accuracy clocks) on those
9224 targets that support it. On X86, it should map to RDTSC. On Alpha, it
9225 should map to RPCC. As the backing counters overflow quickly (on the
9226 order of 9 seconds on alpha), this should only be used for small
9227 timings.
9228
9229 Semantics:
9230 """"""""""
9231
9232 When directly supported, reading the cycle counter should not modify any
9233 memory. Implementations are allowed to either return a application
9234 specific value or a system wide value. On backends without support, this
9235 is lowered to a constant 0.
9236
9237 Note that runtime support may be conditional on the privilege-level code is
9238 running at and the host platform.
9239
9240 '``llvm.clear_cache``' Intrinsic
9241 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9242
9243 Syntax:
9244 """""""
9245
9246 ::
9247
9248       declare void @llvm.clear_cache(i8*, i8*)
9249
9250 Overview:
9251 """""""""
9252
9253 The '``llvm.clear_cache``' intrinsic ensures visibility of modifications
9254 in the specified range to the execution unit of the processor. On
9255 targets with non-unified instruction and data cache, the implementation
9256 flushes the instruction cache.
9257
9258 Semantics:
9259 """"""""""
9260
9261 On platforms with coherent instruction and data caches (e.g. x86), this
9262 intrinsic is a nop. On platforms with non-coherent instruction and data
9263 cache (e.g. ARM, MIPS), the intrinsic is lowered either to appropriate
9264 instructions or a system call, if cache flushing requires special
9265 privileges.
9266
9267 The default behavior is to emit a call to ``__clear_cache`` from the run
9268 time library.
9269
9270 This instrinsic does *not* empty the instruction pipeline. Modifications
9271 of the current function are outside the scope of the intrinsic.
9272
9273 '``llvm.instrprof_increment``' Intrinsic
9274 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9275
9276 Syntax:
9277 """""""
9278
9279 ::
9280
9281       declare void @llvm.instrprof_increment(i8* <name>, i64 <hash>,
9282                                              i32 <num-counters>, i32 <index>)
9283
9284 Overview:
9285 """""""""
9286
9287 The '``llvm.instrprof_increment``' intrinsic can be emitted by a
9288 frontend for use with instrumentation based profiling. These will be
9289 lowered by the ``-instrprof`` pass to generate execution counts of a
9290 program at runtime.
9291
9292 Arguments:
9293 """"""""""
9294
9295 The first argument is a pointer to a global variable containing the
9296 name of the entity being instrumented. This should generally be the
9297 (mangled) function name for a set of counters.
9298
9299 The second argument is a hash value that can be used by the consumer
9300 of the profile data to detect changes to the instrumented source, and
9301 the third is the number of counters associated with ``name``. It is an
9302 error if ``hash`` or ``num-counters`` differ between two instances of
9303 ``instrprof_increment`` that refer to the same name.
9304
9305 The last argument refers to which of the counters for ``name`` should
9306 be incremented. It should be a value between 0 and ``num-counters``.
9307
9308 Semantics:
9309 """"""""""
9310
9311 This intrinsic represents an increment of a profiling counter. It will
9312 cause the ``-instrprof`` pass to generate the appropriate data
9313 structures and the code to increment the appropriate value, in a
9314 format that can be written out by a compiler runtime and consumed via
9315 the ``llvm-profdata`` tool.
9316
9317 Standard C Library Intrinsics
9318 -----------------------------
9319
9320 LLVM provides intrinsics for a few important standard C library
9321 functions. These intrinsics allow source-language front-ends to pass
9322 information about the alignment of the pointer arguments to the code
9323 generator, providing opportunity for more efficient code generation.
9324
9325 .. _int_memcpy:
9326
9327 '``llvm.memcpy``' Intrinsic
9328 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9329
9330 Syntax:
9331 """""""
9332
9333 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy`` on any
9334 integer bit width and for different address spaces. Not all targets
9335 support all bit widths however.
9336
9337 ::
9338
9339       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
9340                                               i32 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
9341       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
9342                                               i64 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
9343
9344 Overview:
9345 """""""""
9346
9347 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
9348 source location to the destination location.
9349
9350 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memcpy.*``
9351 intrinsics do not return a value, takes extra alignment/isvolatile
9352 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
9353
9354 Arguments:
9355 """"""""""
9356
9357 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
9358 pointer to the source. The third argument is an integer argument
9359 specifying the number of bytes to copy, the fourth argument is the
9360 alignment of the source and destination locations, and the fifth is a
9361 boolean indicating a volatile access.
9362
9363 If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
9364 then the caller guarantees that both the source and destination pointers
9365 are aligned to that boundary.
9366
9367 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memcpy`` call is
9368 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
9369 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
9370
9371 Semantics:
9372 """"""""""
9373
9374 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
9375 source location to the destination location, which are not allowed to
9376 overlap. It copies "len" bytes of memory over. If the argument is known
9377 to be aligned to some boundary, this can be specified as the fourth
9378 argument, otherwise it should be set to 0 or 1 (both meaning no alignment).
9379
9380 '``llvm.memmove``' Intrinsic
9381 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9382
9383 Syntax:
9384 """""""
9385
9386 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memmove on any integer
9387 bit width and for different address space. Not all targets support all
9388 bit widths however.
9389
9390 ::
9391
9392       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
9393                                                i32 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
9394       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
9395                                                i64 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
9396
9397 Overview:
9398 """""""""
9399
9400 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics move a block of memory from the
9401 source location to the destination location. It is similar to the
9402 '``llvm.memcpy``' intrinsic but allows the two memory locations to
9403 overlap.
9404
9405 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memmove.*``
9406 intrinsics do not return a value, takes extra alignment/isvolatile
9407 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
9408
9409 Arguments:
9410 """"""""""
9411
9412 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
9413 pointer to the source. The third argument is an integer argument
9414 specifying the number of bytes to copy, the fourth argument is the
9415 alignment of the source and destination locations, and the fifth is a
9416 boolean indicating a volatile access.
9417
9418 If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
9419 then the caller guarantees that the source and destination pointers are
9420 aligned to that boundary.
9421
9422 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memmove`` call
9423 is a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is
9424 not very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
9425
9426 Semantics:
9427 """"""""""
9428
9429 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics copy a block of memory from the
9430 source location to the destination location, which may overlap. It
9431 copies "len" bytes of memory over. If the argument is known to be
9432 aligned to some boundary, this can be specified as the fourth argument,
9433 otherwise it should be set to 0 or 1 (both meaning no alignment).
9434
9435 '``llvm.memset.*``' Intrinsics
9436 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9437
9438 Syntax:
9439 """""""
9440
9441 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memset on any integer
9442 bit width and for different address spaces. However, not all targets
9443 support all bit widths.
9444
9445 ::
9446
9447       declare void @llvm.memset.p0i8.i32(i8* <dest>, i8 <val>,
9448                                          i32 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
9449       declare void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* <dest>, i8 <val>,
9450                                          i64 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
9451
9452 Overview:
9453 """""""""
9454
9455 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill a block of memory with a
9456 particular byte value.
9457
9458 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memset``
9459 intrinsic does not return a value and takes extra alignment/volatile
9460 arguments. Also, the destination can be in an arbitrary address space.
9461
9462 Arguments:
9463 """"""""""
9464
9465 The first argument is a pointer to the destination to fill, the second
9466 is the byte value with which to fill it, the third argument is an
9467 integer argument specifying the number of bytes to fill, and the fourth
9468 argument is the known alignment of the destination location.
9469
9470 If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
9471 then the caller guarantees that the destination pointer is aligned to
9472 that boundary.
9473
9474 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memset`` call is
9475 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
9476 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
9477
9478 Semantics:
9479 """"""""""
9480
9481 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill "len" bytes of memory starting
9482 at the destination location. If the argument is known to be aligned to
9483 some boundary, this can be specified as the fourth argument, otherwise
9484 it should be set to 0 or 1 (both meaning no alignment).
9485
9486 '``llvm.sqrt.*``' Intrinsic
9487 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9488
9489 Syntax:
9490 """""""
9491
9492 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sqrt`` on any
9493 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
9494 all types however.
9495
9496 ::
9497
9498       declare float     @llvm.sqrt.f32(float %Val)
9499       declare double    @llvm.sqrt.f64(double %Val)
9500       declare x86_fp80  @llvm.sqrt.f80(x86_fp80 %Val)
9501       declare fp128     @llvm.sqrt.f128(fp128 %Val)
9502       declare ppc_fp128 @llvm.sqrt.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
9503
9504 Overview:
9505 """""""""
9506
9507 The '``llvm.sqrt``' intrinsics return the sqrt of the specified operand,
9508 returning the same value as the libm '``sqrt``' functions would. Unlike
9509 ``sqrt`` in libm, however, ``llvm.sqrt`` has undefined behavior for
9510 negative numbers other than -0.0 (which allows for better optimization,
9511 because there is no need to worry about errno being set).
9512 ``llvm.sqrt(-0.0)`` is defined to return -0.0 like IEEE sqrt.
9513
9514 Arguments:
9515 """"""""""
9516
9517 The argument and return value are floating point numbers of the same
9518 type.
9519
9520 Semantics:
9521 """"""""""
9522
9523 This function returns the sqrt of the specified operand if it is a
9524 nonnegative floating point number.
9525
9526 '``llvm.powi.*``' Intrinsic
9527 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9528
9529 Syntax:
9530 """""""
9531
9532 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.powi`` on any
9533 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
9534 all types however.
9535
9536 ::
9537
9538       declare float     @llvm.powi.f32(float  %Val, i32 %power)
9539       declare double    @llvm.powi.f64(double %Val, i32 %power)
9540       declare x86_fp80  @llvm.powi.f80(x86_fp80  %Val, i32 %power)
9541       declare fp128     @llvm.powi.f128(fp128 %Val, i32 %power)
9542       declare ppc_fp128 @llvm.powi.ppcf128(ppc_fp128  %Val, i32 %power)
9543
9544 Overview:
9545 """""""""
9546
9547 The '``llvm.powi.*``' intrinsics return the first operand raised to the
9548 specified (positive or negative) power. The order of evaluation of
9549 multiplications is not defined. When a vector of floating point type is
9550 used, the second argument remains a scalar integer value.
9551
9552 Arguments:
9553 """"""""""
9554
9555 The second argument is an integer power, and the first is a value to
9556 raise to that power.
9557
9558 Semantics:
9559 """"""""""
9560
9561 This function returns the first value raised to the second power with an
9562 unspecified sequence of rounding operations.
9563
9564 '``llvm.sin.*``' Intrinsic
9565 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9566
9567 Syntax:
9568 """""""
9569
9570 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sin`` on any
9571 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
9572 all types however.
9573
9574 ::
9575
9576       declare float     @llvm.sin.f32(float  %Val)
9577       declare double    @llvm.sin.f64(double %Val)
9578       declare x86_fp80  @llvm.sin.f80(x86_fp80  %Val)
9579       declare fp128     @llvm.sin.f128(fp128 %Val)
9580       declare ppc_fp128 @llvm.sin.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
9581
9582 Overview:
9583 """""""""
9584
9585 The '``llvm.sin.*``' intrinsics return the sine of the operand.
9586
9587 Arguments:
9588 """"""""""
9589
9590 The argument and return value are floating point numbers of the same
9591 type.
9592
9593 Semantics:
9594 """"""""""
9595
9596 This function returns the sine of the specified operand, returning the
9597 same values as the libm ``sin`` functions would, and handles error
9598 conditions in the same way.
9599
9600 '``llvm.cos.*``' Intrinsic
9601 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9602
9603 Syntax:
9604 """""""
9605
9606 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cos`` on any
9607 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
9608 all types however.
9609
9610 ::
9611
9612       declare float     @llvm.cos.f32(float  %Val)
9613       declare double    @llvm.cos.f64(double %Val)
9614       declare x86_fp80  @llvm.cos.f80(x86_fp80  %Val)
9615       declare fp128     @llvm.cos.f128(fp128 %Val)
9616       declare ppc_fp128 @llvm.cos.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
9617
9618 Overview:
9619 """""""""
9620
9621 The '``llvm.cos.*``' intrinsics return the cosine of the operand.
9622
9623 Arguments:
9624 """"""""""
9625
9626 The argument and return value are floating point numbers of the same
9627 type.
9628
9629 Semantics:
9630 """"""""""
9631
9632 This function returns the cosine of the specified operand, returning the
9633 same values as the libm ``cos`` functions would, and handles error
9634 conditions in the same way.
9635
9636 '``llvm.pow.*``' Intrinsic
9637 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9638
9639 Syntax:
9640 """""""
9641
9642 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.pow`` on any
9643 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
9644 all types however.
9645
9646 ::
9647
9648       declare float     @llvm.pow.f32(float  %Val, float %Power)
9649       declare double    @llvm.pow.f64(double %Val, double %Power)
9650       declare x86_fp80  @llvm.pow.f80(x86_fp80  %Val, x86_fp80 %Power)
9651       declare fp128     @llvm.pow.f128(fp128 %Val, fp128 %Power)
9652       declare ppc_fp128 @llvm.pow.ppcf128(ppc_fp128  %Val, ppc_fp128 Power)
9653
9654 Overview:
9655 """""""""
9656
9657 The '``llvm.pow.*``' intrinsics return the first operand raised to the
9658 specified (positive or negative) power.
9659
9660 Arguments:
9661 """"""""""
9662
9663 The second argument is a floating point power, and the first is a value
9664 to raise to that power.
9665
9666 Semantics:
9667 """"""""""
9668
9669 This function returns the first value raised to the second power,
9670 returning the same values as the libm ``pow`` functions would, and
9671 handles error conditions in the same way.
9672
9673 '``llvm.exp.*``' Intrinsic
9674 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9675
9676 Syntax:
9677 """""""
9678
9679 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp`` on any
9680 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
9681 all types however.
9682
9683 ::
9684
9685       declare float     @llvm.exp.f32(float  %Val)
9686       declare double    @llvm.exp.f64(double %Val)
9687       declare x86_fp80  @llvm.exp.f80(x86_fp80  %Val)
9688       declare fp128     @llvm.exp.f128(fp128 %Val)
9689       declare ppc_fp128 @llvm.exp.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
9690
9691 Overview:
9692 """""""""
9693
9694 The '``llvm.exp.*``' intrinsics perform the exp function.
9695
9696 Arguments:
9697 """"""""""
9698
9699 The argument and return value are floating point numbers of the same
9700 type.
9701
9702 Semantics:
9703 """"""""""
9704
9705 This function returns the same values as the libm ``exp`` functions
9706 would, and handles error conditions in the same way.
9707
9708 '``llvm.exp2.*``' Intrinsic
9709 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9710
9711 Syntax:
9712 """""""
9713
9714 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp2`` on any
9715 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
9716 all types however.
9717
9718 ::
9719
9720       declare float     @llvm.exp2.f32(float  %Val)
9721       declare double    @llvm.exp2.f64(double %Val)
9722       declare x86_fp80  @llvm.exp2.f80(x86_fp80  %Val)
9723       declare fp128     @llvm.exp2.f128(fp128 %Val)
9724       declare ppc_fp128 @llvm.exp2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
9725
9726 Overview:
9727 """""""""
9728
9729 The '``llvm.exp2.*``' intrinsics perform the exp2 function.
9730
9731 Arguments:
9732 """"""""""
9733
9734 The argument and return value are floating point numbers of the same
9735 type.
9736
9737 Semantics:
9738 """"""""""
9739
9740 This function returns the same values as the libm ``exp2`` functions
9741 would, and handles error conditions in the same way.
9742
9743 '``llvm.log.*``' Intrinsic
9744 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9745
9746 Syntax:
9747 """""""
9748
9749 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log`` on any
9750 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
9751 all types however.
9752
9753 ::
9754
9755       declare float     @llvm.log.f32(float  %Val)
9756       declare double    @llvm.log.f64(double %Val)
9757       declare x86_fp80  @llvm.log.f80(x86_fp80  %Val)
9758       declare fp128     @llvm.log.f128(fp128 %Val)
9759       declare ppc_fp128 @llvm.log.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
9760
9761 Overview:
9762 """""""""
9763
9764 The '``llvm.log.*``' intrinsics perform the log function.
9765
9766 Arguments:
9767 """"""""""
9768
9769 The argument and return value are floating point numbers of the same
9770 type.
9771
9772 Semantics:
9773 """"""""""
9774
9775 This function returns the same values as the libm ``log`` functions
9776 would, and handles error conditions in the same way.
9777
9778 '``llvm.log10.*``' Intrinsic
9779 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9780
9781 Syntax:
9782 """""""
9783
9784 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log10`` on any
9785 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
9786 all types however.
9787
9788 ::
9789
9790       declare float     @llvm.log10.f32(float  %Val)
9791       declare double    @llvm.log10.f64(double %Val)
9792       declare x86_fp80  @llvm.log10.f80(x86_fp80  %Val)
9793       declare fp128     @llvm.log10.f128(fp128 %Val)
9794       declare ppc_fp128 @llvm.log10.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
9795
9796 Overview:
9797 """""""""
9798
9799 The '``llvm.log10.*``' intrinsics perform the log10 function.
9800
9801 Arguments:
9802 """"""""""
9803
9804 The argument and return value are floating point numbers of the same
9805 type.
9806
9807 Semantics:
9808 """"""""""
9809
9810 This function returns the same values as the libm ``log10`` functions
9811 would, and handles error conditions in the same way.
9812
9813 '``llvm.log2.*``' Intrinsic
9814 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9815
9816 Syntax:
9817 """""""
9818
9819 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log2`` on any
9820 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
9821 all types however.
9822
9823 ::
9824
9825       declare float     @llvm.log2.f32(float  %Val)
9826       declare double    @llvm.log2.f64(double %Val)
9827       declare x86_fp80  @llvm.log2.f80(x86_fp80  %Val)
9828       declare fp128     @llvm.log2.f128(fp128 %Val)
9829       declare ppc_fp128 @llvm.log2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
9830
9831 Overview:
9832 """""""""
9833
9834 The '``llvm.log2.*``' intrinsics perform the log2 function.
9835
9836 Arguments:
9837 """"""""""
9838
9839 The argument and return value are floating point numbers of the same
9840 type.
9841
9842 Semantics:
9843 """"""""""
9844
9845 This function returns the same values as the libm ``log2`` functions
9846 would, and handles error conditions in the same way.
9847
9848 '``llvm.fma.*``' Intrinsic
9849 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9850
9851 Syntax:
9852 """""""
9853
9854 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fma`` on any
9855 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
9856 all types however.
9857
9858 ::
9859
9860       declare float     @llvm.fma.f32(float  %a, float  %b, float  %c)
9861       declare double    @llvm.fma.f64(double %a, double %b, double %c)
9862       declare x86_fp80  @llvm.fma.f80(x86_fp80 %a, x86_fp80 %b, x86_fp80 %c)
9863       declare fp128     @llvm.fma.f128(fp128 %a, fp128 %b, fp128 %c)
9864       declare ppc_fp128 @llvm.fma.ppcf128(ppc_fp128 %a, ppc_fp128 %b, ppc_fp128 %c)
9865
9866 Overview:
9867 """""""""
9868
9869 The '``llvm.fma.*``' intrinsics perform the fused multiply-add
9870 operation.
9871
9872 Arguments:
9873 """"""""""
9874
9875 The argument and return value are floating point numbers of the same
9876 type.
9877
9878 Semantics:
9879 """"""""""
9880
9881 This function returns the same values as the libm ``fma`` functions
9882 would, and does not set errno.
9883
9884 '``llvm.fabs.*``' Intrinsic
9885 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9886
9887 Syntax:
9888 """""""
9889
9890 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fabs`` on any
9891 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
9892 all types however.
9893
9894 ::
9895
9896       declare float     @llvm.fabs.f32(float  %Val)
9897       declare double    @llvm.fabs.f64(double %Val)
9898       declare x86_fp80  @llvm.fabs.f80(x86_fp80 %Val)
9899       declare fp128     @llvm.fabs.f128(fp128 %Val)
9900       declare ppc_fp128 @llvm.fabs.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
9901
9902 Overview:
9903 """""""""
9904
9905 The '``llvm.fabs.*``' intrinsics return the absolute value of the
9906 operand.
9907
9908 Arguments:
9909 """"""""""
9910
9911 The argument and return value are floating point numbers of the same
9912 type.
9913
9914 Semantics:
9915 """"""""""
9916
9917 This function returns the same values as the libm ``fabs`` functions
9918 would, and handles error conditions in the same way.
9919
9920 '``llvm.minnum.*``' Intrinsic
9921 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9922
9923 Syntax:
9924 """""""
9925
9926 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.minnum`` on any
9927 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
9928 all types however.
9929
9930 ::
9931
9932       declare float     @llvm.minnum.f32(float %Val0, float %Val1)
9933       declare double    @llvm.minnum.f64(double %Val0, double %Val1)
9934       declare x86_fp80  @llvm.minnum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
9935       declare fp128     @llvm.minnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
9936       declare ppc_fp128 @llvm.minnum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
9937
9938 Overview:
9939 """""""""
9940
9941 The '``llvm.minnum.*``' intrinsics return the minimum of the two
9942 arguments.
9943
9944
9945 Arguments:
9946 """"""""""
9947
9948 The arguments and return value are floating point numbers of the same
9949 type.
9950
9951 Semantics:
9952 """"""""""
9953
9954 Follows the IEEE-754 semantics for minNum, which also match for libm's
9955 fmin.
9956
9957 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
9958 NaN only if both operands are NaN. If the operands compare equal,
9959 returns a value that compares equal to both operands. This means that
9960 fmin(+/-0.0, +/-0.0) could return either -0.0 or 0.0.
9961
9962 '``llvm.maxnum.*``' Intrinsic
9963 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9964
9965 Syntax:
9966 """""""
9967
9968 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.maxnum`` on any
9969 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
9970 all types however.
9971
9972 ::
9973
9974       declare float     @llvm.maxnum.f32(float  %Val0, float  %Val1l)
9975       declare double    @llvm.maxnum.f64(double %Val0, double %Val1)
9976       declare x86_fp80  @llvm.maxnum.f80(x86_fp80  %Val0, x86_fp80  %Val1)
9977       declare fp128     @llvm.maxnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
9978       declare ppc_fp128 @llvm.maxnum.ppcf128(ppc_fp128  %Val0, ppc_fp128  %Val1)
9979
9980 Overview:
9981 """""""""
9982
9983 The '``llvm.maxnum.*``' intrinsics return the maximum of the two
9984 arguments.
9985
9986
9987 Arguments:
9988 """"""""""
9989
9990 The arguments and return value are floating point numbers of the same
9991 type.
9992
9993 Semantics:
9994 """"""""""
9995 Follows the IEEE-754 semantics for maxNum, which also match for libm's
9996 fmax.
9997
9998 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
9999 NaN only if both operands are NaN. If the operands compare equal,
10000 returns a value that compares equal to both operands. This means that
10001 fmax(+/-0.0, +/-0.0) could return either -0.0 or 0.0.
10002
10003 '``llvm.copysign.*``' Intrinsic
10004 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10005
10006 Syntax:
10007 """""""
10008
10009 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.copysign`` on any
10010 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
10011 all types however.
10012
10013 ::
10014
10015       declare float     @llvm.copysign.f32(float  %Mag, float  %Sgn)
10016       declare double    @llvm.copysign.f64(double %Mag, double %Sgn)
10017       declare x86_fp80  @llvm.copysign.f80(x86_fp80  %Mag, x86_fp80  %Sgn)
10018       declare fp128     @llvm.copysign.f128(fp128 %Mag, fp128 %Sgn)
10019       declare ppc_fp128 @llvm.copysign.ppcf128(ppc_fp128  %Mag, ppc_fp128  %Sgn)
10020
10021 Overview:
10022 """""""""
10023
10024 The '``llvm.copysign.*``' intrinsics return a value with the magnitude of the
10025 first operand and the sign of the second operand.
10026
10027 Arguments:
10028 """"""""""
10029
10030 The arguments and return value are floating point numbers of the same
10031 type.
10032
10033 Semantics:
10034 """"""""""
10035
10036 This function returns the same values as the libm ``copysign``
10037 functions would, and handles error conditions in the same way.
10038
10039 '``llvm.floor.*``' Intrinsic
10040 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10041
10042 Syntax:
10043 """""""
10044
10045 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.floor`` on any
10046 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
10047 all types however.
10048
10049 ::
10050
10051       declare float     @llvm.floor.f32(float  %Val)
10052       declare double    @llvm.floor.f64(double %Val)
10053       declare x86_fp80  @llvm.floor.f80(x86_fp80  %Val)
10054       declare fp128     @llvm.floor.f128(fp128 %Val)
10055       declare ppc_fp128 @llvm.floor.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
10056
10057 Overview:
10058 """""""""
10059
10060 The '``llvm.floor.*``' intrinsics return the floor of the operand.
10061
10062 Arguments:
10063 """"""""""
10064
10065 The argument and return value are floating point numbers of the same
10066 type.
10067
10068 Semantics:
10069 """"""""""
10070
10071 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
10072 would, and handles error conditions in the same way.
10073
10074 '``llvm.ceil.*``' Intrinsic
10075 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10076
10077 Syntax:
10078 """""""
10079
10080 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ceil`` on any
10081 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
10082 all types however.
10083
10084 ::
10085
10086       declare float     @llvm.ceil.f32(float  %Val)
10087       declare double    @llvm.ceil.f64(double %Val)
10088       declare x86_fp80  @llvm.ceil.f80(x86_fp80  %Val)
10089       declare fp128     @llvm.ceil.f128(fp128 %Val)
10090       declare ppc_fp128 @llvm.ceil.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
10091
10092 Overview:
10093 """""""""
10094
10095 The '``llvm.ceil.*``' intrinsics return the ceiling of the operand.
10096
10097 Arguments:
10098 """"""""""
10099
10100 The argument and return value are floating point numbers of the same
10101 type.
10102
10103 Semantics:
10104 """"""""""
10105
10106 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
10107 would, and handles error conditions in the same way.
10108
10109 '``llvm.trunc.*``' Intrinsic
10110 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10111
10112 Syntax:
10113 """""""
10114
10115 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.trunc`` on any
10116 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
10117 all types however.
10118
10119 ::
10120
10121       declare float     @llvm.trunc.f32(float  %Val)
10122       declare double    @llvm.trunc.f64(double %Val)
10123       declare x86_fp80  @llvm.trunc.f80(x86_fp80  %Val)
10124       declare fp128     @llvm.trunc.f128(fp128 %Val)
10125       declare ppc_fp128 @llvm.trunc.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
10126
10127 Overview:
10128 """""""""
10129
10130 The '``llvm.trunc.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
10131 nearest integer not larger in magnitude than the operand.
10132
10133 Arguments:
10134 """"""""""
10135
10136 The argument and return value are floating point numbers of the same
10137 type.
10138
10139 Semantics:
10140 """"""""""
10141
10142 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
10143 would, and handles error conditions in the same way.
10144
10145 '``llvm.rint.*``' Intrinsic
10146 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10147
10148 Syntax:
10149 """""""
10150
10151 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.rint`` on any
10152 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
10153 all types however.
10154
10155 ::
10156
10157       declare float     @llvm.rint.f32(float  %Val)
10158       declare double    @llvm.rint.f64(double %Val)
10159       declare x86_fp80  @llvm.rint.f80(x86_fp80  %Val)
10160       declare fp128     @llvm.rint.f128(fp128 %Val)
10161       declare ppc_fp128 @llvm.rint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
10162
10163 Overview:
10164 """""""""
10165
10166 The '``llvm.rint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
10167 nearest integer. It may raise an inexact floating-point exception if the
10168 operand isn't an integer.
10169
10170 Arguments:
10171 """"""""""
10172
10173 The argument and return value are floating point numbers of the same
10174 type.
10175
10176 Semantics:
10177 """"""""""
10178
10179 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
10180 would, and handles error conditions in the same way.
10181
10182 '``llvm.nearbyint.*``' Intrinsic
10183 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10184
10185 Syntax:
10186 """""""
10187
10188 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.nearbyint`` on any
10189 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
10190 all types however.
10191
10192 ::
10193
10194       declare float     @llvm.nearbyint.f32(float  %Val)
10195       declare double    @llvm.nearbyint.f64(double %Val)
10196       declare x86_fp80  @llvm.nearbyint.f80(x86_fp80  %Val)
10197       declare fp128     @llvm.nearbyint.f128(fp128 %Val)
10198       declare ppc_fp128 @llvm.nearbyint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
10199
10200 Overview:
10201 """""""""
10202
10203 The '``llvm.nearbyint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
10204 nearest integer.
10205
10206 Arguments:
10207 """"""""""
10208
10209 The argument and return value are floating point numbers of the same
10210 type.
10211
10212 Semantics:
10213 """"""""""
10214
10215 This function returns the same values as the libm ``nearbyint``
10216 functions would, and handles error conditions in the same way.
10217
10218 '``llvm.round.*``' Intrinsic
10219 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10220
10221 Syntax:
10222 """""""
10223
10224 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.round`` on any
10225 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
10226 all types however.
10227
10228 ::
10229
10230       declare float     @llvm.round.f32(float  %Val)
10231       declare double    @llvm.round.f64(double %Val)
10232       declare x86_fp80  @llvm.round.f80(x86_fp80  %Val)
10233       declare fp128     @llvm.round.f128(fp128 %Val)
10234       declare ppc_fp128 @llvm.round.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
10235
10236 Overview:
10237 """""""""
10238
10239 The '``llvm.round.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
10240 nearest integer.
10241
10242 Arguments:
10243 """"""""""
10244
10245 The argument and return value are floating point numbers of the same
10246 type.
10247
10248 Semantics:
10249 """"""""""
10250
10251 This function returns the same values as the libm ``round``
10252 functions would, and handles error conditions in the same way.
10253
10254 Bit Manipulation Intrinsics
10255 ---------------------------
10256
10257 LLVM provides intrinsics for a few important bit manipulation
10258 operations. These allow efficient code generation for some algorithms.
10259
10260 '``llvm.bswap.*``' Intrinsics
10261 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10262
10263 Syntax:
10264 """""""
10265
10266 This is an overloaded intrinsic function. You can use bswap on any
10267 integer type that is an even number of bytes (i.e. BitWidth % 16 == 0).
10268
10269 ::
10270
10271       declare i16 @llvm.bswap.i16(i16 <id>)
10272       declare i32 @llvm.bswap.i32(i32 <id>)
10273       declare i64 @llvm.bswap.i64(i64 <id>)
10274
10275 Overview:
10276 """""""""
10277
10278 The '``llvm.bswap``' family of intrinsics is used to byte swap integer
10279 values with an even number of bytes (positive multiple of 16 bits).
10280 These are useful for performing operations on data that is not in the
10281 target's native byte order.
10282
10283 Semantics:
10284 """"""""""
10285
10286 The ``llvm.bswap.i16`` intrinsic returns an i16 value that has the high
10287 and low byte of the input i16 swapped. Similarly, the ``llvm.bswap.i32``
10288 intrinsic returns an i32 value that has the four bytes of the input i32
10289 swapped, so that if the input bytes are numbered 0, 1, 2, 3 then the
10290 returned i32 will have its bytes in 3, 2, 1, 0 order. The
10291 ``llvm.bswap.i48``, ``llvm.bswap.i64`` and other intrinsics extend this
10292 concept to additional even-byte lengths (6 bytes, 8 bytes and more,
10293 respectively).
10294
10295 '``llvm.ctpop.*``' Intrinsic
10296 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10297
10298 Syntax:
10299 """""""
10300
10301 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.ctpop on any integer
10302 bit width, or on any vector with integer elements. Not all targets
10303 support all bit widths or vector types, however.
10304
10305 ::
10306
10307       declare i8 @llvm.ctpop.i8(i8  <src>)
10308       declare i16 @llvm.ctpop.i16(i16 <src>)
10309       declare i32 @llvm.ctpop.i32(i32 <src>)
10310       declare i64 @llvm.ctpop.i64(i64 <src>)
10311       declare i256 @llvm.ctpop.i256(i256 <src>)
10312       declare <2 x i32> @llvm.ctpop.v2i32(<2 x i32> <src>)
10313
10314 Overview:
10315 """""""""
10316
10317 The '``llvm.ctpop``' family of intrinsics counts the number of bits set
10318 in a value.
10319
10320 Arguments:
10321 """"""""""
10322
10323 The only argument is the value to be counted. The argument may be of any
10324 integer type, or a vector with integer elements. The return type must
10325 match the argument type.
10326
10327 Semantics:
10328 """"""""""
10329
10330 The '``llvm.ctpop``' intrinsic counts the 1's in a variable, or within
10331 each element of a vector.
10332
10333 '``llvm.ctlz.*``' Intrinsic
10334 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10335
10336 Syntax:
10337 """""""
10338
10339 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ctlz`` on any
10340 integer bit width, or any vector whose elements are integers. Not all
10341 targets support all bit widths or vector types, however.
10342
10343 ::
10344
10345       declare i8   @llvm.ctlz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
10346       declare i16  @llvm.ctlz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
10347       declare i32  @llvm.ctlz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
10348       declare i64  @llvm.ctlz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
10349       declare i256 @llvm.ctlz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
10350       declase <2 x i32> @llvm.ctlz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
10351
10352 Overview:
10353 """""""""
10354
10355 The '``llvm.ctlz``' family of intrinsic functions counts the number of
10356 leading zeros in a variable.
10357
10358 Arguments:
10359 """"""""""
10360
10361 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
10362 any integer type, or a vector with integer element type. The return
10363 type must match the first argument type.
10364
10365 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
10366 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
10367 defined result. Historically some architectures did not provide a
10368 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
10369 now predicated on avoiding zero-value inputs.
10370
10371 Semantics:
10372 """"""""""
10373
10374 The '``llvm.ctlz``' intrinsic counts the leading (most significant)
10375 zeros in a variable, or within each element of the vector. If
10376 ``src == 0`` then the result is the size in bits of the type of ``src``
10377 if ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
10378 ``llvm.ctlz(i32 2) = 30``.
10379
10380 '``llvm.cttz.*``' Intrinsic
10381 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10382
10383 Syntax:
10384 """""""
10385
10386 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cttz`` on any
10387 integer bit width, or any vector of integer elements. Not all targets
10388 support all bit widths or vector types, however.
10389
10390 ::
10391
10392       declare i8   @llvm.cttz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
10393       declare i16  @llvm.cttz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
10394       declare i32  @llvm.cttz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
10395       declare i64  @llvm.cttz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
10396       declare i256 @llvm.cttz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
10397       declase <2 x i32> @llvm.cttz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
10398
10399 Overview:
10400 """""""""
10401
10402 The '``llvm.cttz``' family of intrinsic functions counts the number of
10403 trailing zeros.
10404
10405 Arguments:
10406 """"""""""
10407
10408 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
10409 any integer type, or a vector with integer element type. The return
10410 type must match the first argument type.
10411
10412 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
10413 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
10414 defined result. Historically some architectures did not provide a
10415 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
10416 now predicated on avoiding zero-value inputs.
10417
10418 Semantics:
10419 """"""""""
10420
10421 The '``llvm.cttz``' intrinsic counts the trailing (least significant)
10422 zeros in a variable, or within each element of a vector. If ``src == 0``
10423 then the result is the size in bits of the type of ``src`` if
10424 ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
10425 ``llvm.cttz(2) = 1``.
10426
10427 .. _int_overflow:
10428
10429 Arithmetic with Overflow Intrinsics
10430 -----------------------------------
10431
10432 LLVM provides intrinsics for some arithmetic with overflow operations.
10433
10434 '``llvm.sadd.with.overflow.*``' Intrinsics
10435 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10436
10437 Syntax:
10438 """""""
10439
10440 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.with.overflow``
10441 on any integer bit width.
10442
10443 ::
10444
10445       declare {i16, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
10446       declare {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
10447       declare {i64, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
10448
10449 Overview:
10450 """""""""
10451
10452 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
10453 a signed addition of the two arguments, and indicate whether an overflow
10454 occurred during the signed summation.
10455
10456 Arguments:
10457 """"""""""
10458
10459 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
10460 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
10461 bit width. The second element of the result structure must be of type
10462 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
10463 addition.
10464
10465 Semantics:
10466 """"""""""
10467
10468 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
10469 a signed addition of the two variables. They return a structure --- the
10470 first element of which is the signed summation, and the second element
10471 of which is a bit specifying if the signed summation resulted in an
10472 overflow.
10473
10474 Examples:
10475 """""""""
10476
10477 .. code-block:: llvm
10478
10479       %res = call {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
10480       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
10481       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
10482       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
10483
10484 '``llvm.uadd.with.overflow.*``' Intrinsics
10485 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10486
10487 Syntax:
10488 """""""
10489
10490 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.with.overflow``
10491 on any integer bit width.
10492
10493 ::
10494
10495       declare {i16, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
10496       declare {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
10497       declare {i64, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
10498
10499 Overview:
10500 """""""""
10501
10502 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
10503 an unsigned addition of the two arguments, and indicate whether a carry
10504 occurred during the unsigned summation.
10505
10506 Arguments:
10507 """"""""""
10508
10509 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
10510 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
10511 bit width. The second element of the result structure must be of type
10512 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
10513 addition.
10514
10515 Semantics:
10516 """"""""""
10517
10518 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
10519 an unsigned addition of the two arguments. They return a structure --- the
10520 first element of which is the sum, and the second element of which is a
10521 bit specifying if the unsigned summation resulted in a carry.
10522
10523 Examples:
10524 """""""""
10525
10526 .. code-block:: llvm
10527
10528       %res = call {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
10529       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
10530       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
10531       br i1 %obit, label %carry, label %normal
10532
10533 '``llvm.ssub.with.overflow.*``' Intrinsics
10534 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10535
10536 Syntax:
10537 """""""
10538
10539 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.with.overflow``
10540 on any integer bit width.
10541
10542 ::
10543
10544       declare {i16, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
10545       declare {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
10546       declare {i64, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
10547
10548 Overview:
10549 """""""""
10550
10551 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
10552 a signed subtraction of the two arguments, and indicate whether an
10553 overflow occurred during the signed subtraction.
10554
10555 Arguments:
10556 """"""""""
10557
10558 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
10559 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
10560 bit width. The second element of the result structure must be of type
10561 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
10562 subtraction.
10563
10564 Semantics:
10565 """"""""""
10566
10567 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
10568 a signed subtraction of the two arguments. They return a structure --- the
10569 first element of which is the subtraction, and the second element of
10570 which is a bit specifying if the signed subtraction resulted in an
10571 overflow.
10572
10573 Examples:
10574 """""""""
10575
10576 .. code-block:: llvm
10577
10578       %res = call {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
10579       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
10580       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
10581       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
10582
10583 '``llvm.usub.with.overflow.*``' Intrinsics
10584 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10585
10586 Syntax:
10587 """""""
10588
10589 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.with.overflow``
10590 on any integer bit width.
10591
10592 ::
10593
10594       declare {i16, i1} @llvm.usub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
10595       declare {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
10596       declare {i64, i1} @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
10597
10598 Overview:
10599 """""""""
10600
10601 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
10602 an unsigned subtraction of the two arguments, and indicate whether an
10603 overflow occurred during the unsigned subtraction.
10604
10605 Arguments:
10606 """"""""""
10607
10608 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
10609 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
10610 bit width. The second element of the result structure must be of type
10611 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
10612 subtraction.
10613
10614 Semantics:
10615 """"""""""
10616
10617 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
10618 an unsigned subtraction of the two arguments. They return a structure ---
10619 the first element of which is the subtraction, and the second element of
10620 which is a bit specifying if the unsigned subtraction resulted in an
10621 overflow.
10622
10623 Examples:
10624 """""""""
10625
10626 .. code-block:: llvm
10627
10628       %res = call {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
10629       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
10630       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
10631       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
10632
10633 '``llvm.smul.with.overflow.*``' Intrinsics
10634 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10635
10636 Syntax:
10637 """""""
10638
10639 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.with.overflow``
10640 on any integer bit width.
10641
10642 ::
10643
10644       declare {i16, i1} @llvm.smul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
10645       declare {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
10646       declare {i64, i1} @llvm.smul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
10647
10648 Overview:
10649 """""""""
10650
10651 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
10652 a signed multiplication of the two arguments, and indicate whether an
10653 overflow occurred during the signed multiplication.
10654
10655 Arguments:
10656 """"""""""
10657
10658 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
10659 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
10660 bit width. The second element of the result structure must be of type
10661 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
10662 multiplication.
10663
10664 Semantics:
10665 """"""""""
10666
10667 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
10668 a signed multiplication of the two arguments. They return a structure ---
10669 the first element of which is the multiplication, and the second element
10670 of which is a bit specifying if the signed multiplication resulted in an
10671 overflow.
10672
10673 Examples:
10674 """""""""
10675
10676 .. code-block:: llvm
10677
10678       %res = call {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
10679       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
10680       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
10681       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
10682
10683 '``llvm.umul.with.overflow.*``' Intrinsics
10684 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10685
10686 Syntax:
10687 """""""
10688
10689 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.with.overflow``
10690 on any integer bit width.
10691
10692 ::
10693
10694       declare {i16, i1} @llvm.umul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
10695       declare {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
10696       declare {i64, i1} @llvm.umul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
10697
10698 Overview:
10699 """""""""
10700
10701 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
10702 a unsigned multiplication of the two arguments, and indicate whether an
10703 overflow occurred during the unsigned multiplication.
10704
10705 Arguments:
10706 """"""""""
10707
10708 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
10709 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
10710 bit width. The second element of the result structure must be of type
10711 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
10712 multiplication.
10713
10714 Semantics:
10715 """"""""""
10716
10717 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
10718 an unsigned multiplication of the two arguments. They return a structure ---
10719 the first element of which is the multiplication, and the second
10720 element of which is a bit specifying if the unsigned multiplication
10721 resulted in an overflow.
10722
10723 Examples:
10724 """""""""
10725
10726 .. code-block:: llvm
10727
10728       %res = call {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
10729       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
10730       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
10731       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
10732
10733 Specialised Arithmetic Intrinsics
10734 ---------------------------------
10735
10736 '``llvm.canonicalize.*``' Intrinsic
10737 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10738
10739 Syntax:
10740 """""""
10741
10742 ::
10743
10744       declare float @llvm.canonicalize.f32(float %a)
10745       declare double @llvm.canonicalize.f64(double %b)
10746
10747 Overview:
10748 """""""""
10749
10750 The '``llvm.canonicalize.*``' intrinsic returns the platform specific canonical
10751 encoding of a floating point number. This canonicalization is useful for
10752 implementing certain numeric primitives such as frexp. The canonical encoding is
10753 defined by IEEE-754-2008 to be:
10754
10755 ::
10756
10757       2.1.8 canonical encoding: The preferred encoding of a floating-point
10758       representation in a format. Applied to declets, significands of finite
10759       numbers, infinities, and NaNs, especially in decimal formats.
10760
10761 This operation can also be considered equivalent to the IEEE-754-2008
10762 conversion of a floating-point value to the same format. NaNs are handled
10763 according to section 6.2.
10764
10765 Examples of non-canonical encodings:
10766
10767 - x87 pseudo denormals, pseudo NaNs, pseudo Infinity, Unnormals. These are
10768   converted to a canonical representation per hardware-specific protocol.
10769 - Many normal decimal floating point numbers have non-canonical alternative
10770   encodings.
10771 - Some machines, like GPUs or ARMv7 NEON, do not support subnormal values.
10772   These are treated as non-canonical encodings of zero and with be flushed to
10773   a zero of the same sign by this operation.
10774
10775 Note that per IEEE-754-2008 6.2, systems that support signaling NaNs with
10776 default exception handling must signal an invalid exception, and produce a
10777 quiet NaN result.
10778
10779 This function should always be implementable as multiplication by 1.0, provided
10780 that the compiler does not constant fold the operation. Likewise, division by
10781 1.0 and ``llvm.minnum(x, x)`` are possible implementations. Addition with
10782 -0.0 is also sufficient provided that the rounding mode is not -Infinity.
10783
10784 ``@llvm.canonicalize`` must preserve the equality relation. That is:
10785
10786 - ``(@llvm.canonicalize(x) == x)`` is equivalent to ``(x == x)``
10787 - ``(@llvm.canonicalize(x) == @llvm.canonicalize(y))`` is equivalent to
10788   to ``(x == y)``
10789
10790 Additionally, the sign of zero must be conserved:
10791 ``@llvm.canonicalize(-0.0) = -0.0`` and ``@llvm.canonicalize(+0.0) = +0.0``
10792
10793 The payload bits of a NaN must be conserved, with two exceptions.
10794 First, environments which use only a single canonical representation of NaN
10795 must perform said canonicalization. Second, SNaNs must be quieted per the
10796 usual methods.
10797
10798 The canonicalization operation may be optimized away if:
10799
10800 - The input is known to be canonical. For example, it was produced by a
10801   floating-point operation that is required by the standard to be canonical.
10802 - The result is consumed only by (or fused with) other floating-point
10803   operations. That is, the bits of the floating point value are not examined.
10804
10805 '``llvm.fmuladd.*``' Intrinsic
10806 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10807
10808 Syntax:
10809 """""""
10810
10811 ::
10812
10813       declare float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c)
10814       declare double @llvm.fmuladd.f64(double %a, double %b, double %c)
10815
10816 Overview:
10817 """""""""
10818
10819 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsic functions represent multiply-add
10820 expressions that can be fused if the code generator determines that (a) the
10821 target instruction set has support for a fused operation, and (b) that the
10822 fused operation is more efficient than the equivalent, separate pair of mul
10823 and add instructions.
10824
10825 Arguments:
10826 """"""""""
10827
10828 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsics each take three arguments: two
10829 multiplicands, a and b, and an addend c.
10830
10831 Semantics:
10832 """"""""""
10833
10834 The expression:
10835
10836 ::
10837
10838       %0 = call float @llvm.fmuladd.f32(%a, %b, %c)
10839
10840 is equivalent to the expression a \* b + c, except that rounding will
10841 not be performed between the multiplication and addition steps if the
10842 code generator fuses the operations. Fusion is not guaranteed, even if
10843 the target platform supports it. If a fused multiply-add is required the
10844 corresponding llvm.fma.\* intrinsic function should be used
10845 instead. This never sets errno, just as '``llvm.fma.*``'.
10846
10847 Examples:
10848 """""""""
10849
10850 .. code-block:: llvm
10851
10852       %r2 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c) ; yields float:r2 = (a * b) + c
10853
10854
10855 '``llvm.uabsdiff.*``' and '``llvm.sabsdiff.*``' Intrinsics
10856 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10857
10858 Syntax:
10859 """""""
10860 This is an overloaded intrinsic. The loaded data is a vector of any integer bit width.
10861
10862 .. code-block:: llvm
10863
10864       declare <4 x integer> @llvm.uabsdiff.v4i32(<4 x integer> %a, <4 x integer> %b)
10865
10866
10867 Overview:
10868 """""""""
10869
10870 The ``llvm.uabsdiff`` intrinsic returns a vector result of the absolute difference of
10871 the two operands, treating them both as unsigned integers.
10872
10873 The ``llvm.sabsdiff`` intrinsic returns a vector result of the absolute difference of
10874 the two operands, treating them both as signed integers.
10875
10876 .. note::
10877
10878     These intrinsics are primarily used during the code generation stage of compilation.
10879     They are generated by compiler passes such as the Loop and SLP vectorizers.it is not
10880     recommended for users to create them manually.
10881
10882 Arguments:
10883 """"""""""
10884
10885 Both intrinsics take two integer of the same bitwidth.
10886
10887 Semantics:
10888 """"""""""
10889
10890 The expression::
10891
10892     call <4 x i32> @llvm.uabsdiff.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
10893
10894 is equivalent to::
10895
10896     %sub = sub <4 x i32> %a, %b
10897     %ispos = icmp ugt <4 x i32> %sub, <i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 -1>
10898     %neg = sub <4 x i32> zeroinitializer, %sub
10899     %1 = select <4 x i1> %ispos, <4 x i32> %sub, <4 x i32> %neg
10900
10901 Similarly the expression::
10902
10903     call <4 x i32> @llvm.sabsdiff.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
10904
10905 is equivalent to::
10906
10907     %sub = sub nsw <4 x i32> %a, %b
10908     %ispos = icmp sgt <4 x i32> %sub, <i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 -1>
10909     %neg = sub nsw <4 x i32> zeroinitializer, %sub
10910     %1 = select <4 x i1> %ispos, <4 x i32> %sub, <4 x i32> %neg
10911
10912
10913 Half Precision Floating Point Intrinsics
10914 ----------------------------------------
10915
10916 For most target platforms, half precision floating point is a
10917 storage-only format. This means that it is a dense encoding (in memory)
10918 but does not support computation in the format.
10919
10920 This means that code must first load the half-precision floating point
10921 value as an i16, then convert it to float with
10922 :ref:`llvm.convert.from.fp16 <int_convert_from_fp16>`. Computation can
10923 then be performed on the float value (including extending to double
10924 etc). To store the value back to memory, it is first converted to float
10925 if needed, then converted to i16 with
10926 :ref:`llvm.convert.to.fp16 <int_convert_to_fp16>`, then storing as an
10927 i16 value.
10928
10929 .. _int_convert_to_fp16:
10930
10931 '``llvm.convert.to.fp16``' Intrinsic
10932 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10933
10934 Syntax:
10935 """""""
10936
10937 ::
10938
10939       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
10940       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f64(double %a)
10941
10942 Overview:
10943 """""""""
10944
10945 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
10946 conventional floating point type to half precision floating point format.
10947
10948 Arguments:
10949 """"""""""
10950
10951 The intrinsic function contains single argument - the value to be
10952 converted.
10953
10954 Semantics:
10955 """"""""""
10956
10957 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
10958 conventional floating point format to half precision floating point format. The
10959 return value is an ``i16`` which contains the converted number.
10960
10961 Examples:
10962 """""""""
10963
10964 .. code-block:: llvm
10965
10966       %res = call i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
10967       store i16 %res, i16* @x, align 2
10968
10969 .. _int_convert_from_fp16:
10970
10971 '``llvm.convert.from.fp16``' Intrinsic
10972 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10973
10974 Syntax:
10975 """""""
10976
10977 ::
10978
10979       declare float @llvm.convert.from.fp16.f32(i16 %a)
10980       declare double @llvm.convert.from.fp16.f64(i16 %a)
10981
10982 Overview:
10983 """""""""
10984
10985 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
10986 conversion from half precision floating point format to single precision
10987 floating point format.
10988
10989 Arguments:
10990 """"""""""
10991
10992 The intrinsic function contains single argument - the value to be
10993 converted.
10994
10995 Semantics:
10996 """"""""""
10997
10998 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
10999 conversion from half single precision floating point format to single
11000 precision floating point format. The input half-float value is
11001 represented by an ``i16`` value.
11002
11003 Examples:
11004 """""""""
11005
11006 .. code-block:: llvm
11007
11008       %a = load i16, i16* @x, align 2
11009       %res = call float @llvm.convert.from.fp16(i16 %a)
11010
11011 .. _dbg_intrinsics:
11012
11013 Debugger Intrinsics
11014 -------------------
11015
11016 The LLVM debugger intrinsics (which all start with ``llvm.dbg.``
11017 prefix), are described in the `LLVM Source Level
11018 Debugging <SourceLevelDebugging.html#format_common_intrinsics>`_
11019 document.
11020
11021 Exception Handling Intrinsics
11022 -----------------------------
11023
11024 The LLVM exception handling intrinsics (which all start with
11025 ``llvm.eh.`` prefix), are described in the `LLVM Exception
11026 Handling <ExceptionHandling.html#format_common_intrinsics>`_ document.
11027
11028 .. _int_trampoline:
11029
11030 Trampoline Intrinsics
11031 ---------------------
11032
11033 These intrinsics make it possible to excise one parameter, marked with
11034 the :ref:`nest <nest>` attribute, from a function. The result is a
11035 callable function pointer lacking the nest parameter - the caller does
11036 not need to provide a value for it. Instead, the value to use is stored
11037 in advance in a "trampoline", a block of memory usually allocated on the
11038 stack, which also contains code to splice the nest value into the
11039 argument list. This is used to implement the GCC nested function address
11040 extension.
11041
11042 For example, if the function is ``i32 f(i8* nest %c, i32 %x, i32 %y)``
11043 then the resulting function pointer has signature ``i32 (i32, i32)*``.
11044 It can be created as follows:
11045
11046 .. code-block:: llvm
11047
11048       %tramp = alloca [10 x i8], align 4 ; size and alignment only correct for X86
11049       %tramp1 = getelementptr [10 x i8], [10 x i8]* %tramp, i32 0, i32 0
11050       call i8* @llvm.init.trampoline(i8* %tramp1, i8* bitcast (i32 (i8*, i32, i32)* @f to i8*), i8* %nval)
11051       %p = call i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* %tramp1)
11052       %fp = bitcast i8* %p to i32 (i32, i32)*
11053
11054 The call ``%val = call i32 %fp(i32 %x, i32 %y)`` is then equivalent to
11055 ``%val = call i32 %f(i8* %nval, i32 %x, i32 %y)``.
11056
11057 .. _int_it:
11058
11059 '``llvm.init.trampoline``' Intrinsic
11060 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11061
11062 Syntax:
11063 """""""
11064
11065 ::
11066
11067       declare void @llvm.init.trampoline(i8* <tramp>, i8* <func>, i8* <nval>)
11068
11069 Overview:
11070 """""""""
11071
11072 This fills the memory pointed to by ``tramp`` with executable code,
11073 turning it into a trampoline.
11074
11075 Arguments:
11076 """"""""""
11077
11078 The ``llvm.init.trampoline`` intrinsic takes three arguments, all
11079 pointers. The ``tramp`` argument must point to a sufficiently large and
11080 sufficiently aligned block of memory; this memory is written to by the
11081 intrinsic. Note that the size and the alignment are target-specific -
11082 LLVM currently provides no portable way of determining them, so a
11083 front-end that generates this intrinsic needs to have some
11084 target-specific knowledge. The ``func`` argument must hold a function
11085 bitcast to an ``i8*``.
11086
11087 Semantics:
11088 """"""""""
11089
11090 The block of memory pointed to by ``tramp`` is filled with target
11091 dependent code, turning it into a function. Then ``tramp`` needs to be
11092 passed to :ref:`llvm.adjust.trampoline <int_at>` to get a pointer which can
11093 be :ref:`bitcast (to a new function) and called <int_trampoline>`. The new
11094 function's signature is the same as that of ``func`` with any arguments
11095 marked with the ``nest`` attribute removed. At most one such ``nest``
11096 argument is allowed, and it must be of pointer type. Calling the new
11097 function is equivalent to calling ``func`` with the same argument list,
11098 but with ``nval`` used for the missing ``nest`` argument. If, after
11099 calling ``llvm.init.trampoline``, the memory pointed to by ``tramp`` is
11100 modified, then the effect of any later call to the returned function
11101 pointer is undefined.
11102
11103 .. _int_at:
11104
11105 '``llvm.adjust.trampoline``' Intrinsic
11106 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11107
11108 Syntax:
11109 """""""
11110
11111 ::
11112
11113       declare i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* <tramp>)
11114
11115 Overview:
11116 """""""""
11117
11118 This performs any required machine-specific adjustment to the address of
11119 a trampoline (passed as ``tramp``).
11120
11121 Arguments:
11122 """"""""""
11123
11124 ``tramp`` must point to a block of memory which already has trampoline
11125 code filled in by a previous call to
11126 :ref:`llvm.init.trampoline <int_it>`.
11127
11128 Semantics:
11129 """"""""""
11130
11131 On some architectures the address of the code to be executed needs to be
11132 different than the address where the trampoline is actually stored. This
11133 intrinsic returns the executable address corresponding to ``tramp``
11134 after performing the required machine specific adjustments. The pointer
11135 returned can then be :ref:`bitcast and executed <int_trampoline>`.
11136
11137 .. _int_mload_mstore:
11138
11139 Masked Vector Load and Store Intrinsics
11140 ---------------------------------------
11141
11142 LLVM provides intrinsics for predicated vector load and store operations. The predicate is specified by a mask operand, which holds one bit per vector element, switching the associated vector lane on or off. The memory addresses corresponding to the "off" lanes are not accessed. When all bits of the mask are on, the intrinsic is identical to a regular vector load or store. When all bits are off, no memory is accessed.
11143
11144 .. _int_mload:
11145
11146 '``llvm.masked.load.*``' Intrinsics
11147 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11148
11149 Syntax:
11150 """""""
11151 This is an overloaded intrinsic. The loaded data is a vector of any integer or floating point data type.
11152
11153 ::
11154
11155       declare <16 x float> @llvm.masked.load.v16f32 (<16 x float>* <ptr>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
11156       declare <2 x double> @llvm.masked.load.v2f64  (<2 x double>* <ptr>, i32 <alignment>, <2 x i1>  <mask>, <2 x double> <passthru>)
11157
11158 Overview:
11159 """""""""
11160
11161 Reads a vector from memory according to the provided mask. The mask holds a bit for each vector lane, and is used to prevent memory accesses to the masked-off lanes. The masked-off lanes in the result vector are taken from the corresponding lanes of the '``passthru``' operand.
11162
11163
11164 Arguments:
11165 """"""""""
11166
11167 The first operand is the base pointer for the load. The second operand is the alignment of the source location. It must be a constant integer value. The third operand, mask, is a vector of boolean values with the same number of elements as the return type. The fourth is a pass-through value that is used to fill the masked-off lanes of the result. The return type, underlying type of the base pointer and the type of the '``passthru``' operand are the same vector types.
11168
11169
11170 Semantics:
11171 """"""""""
11172
11173 The '``llvm.masked.load``' intrinsic is designed for conditional reading of selected vector elements in a single IR operation. It is useful for targets that support vector masked loads and allows vectorizing predicated basic blocks on these targets. Other targets may support this intrinsic differently, for example by lowering it into a sequence of branches that guard scalar load operations.
11174 The result of this operation is equivalent to a regular vector load instruction followed by a 'select' between the loaded and the passthru values, predicated on the same mask. However, using this intrinsic prevents exceptions on memory access to masked-off lanes.
11175
11176
11177 ::
11178
11179        %res = call <16 x float> @llvm.masked.load.v16f32 (<16 x float>* %ptr, i32 4, <16 x i1>%mask, <16 x float> %passthru)
11180
11181        ;; The result of the two following instructions is identical aside from potential memory access exception
11182        %loadlal = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
11183        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %loadlal, <16 x float> %passthru
11184
11185 .. _int_mstore:
11186
11187 '``llvm.masked.store.*``' Intrinsics
11188 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11189
11190 Syntax:
11191 """""""
11192 This is an overloaded intrinsic. The data stored in memory is a vector of any integer or floating point data type.
11193
11194 ::
11195
11196        declare void @llvm.masked.store.v8i32 (<8 x i32>  <value>, <8 x i32> * <ptr>, i32 <alignment>,  <8 x i1>  <mask>)
11197        declare void @llvm.masked.store.v16f32(<16 x i32> <value>, <16 x i32>* <ptr>, i32 <alignment>,  <16 x i1> <mask>)
11198
11199 Overview:
11200 """""""""
11201
11202 Writes a vector to memory according to the provided mask. The mask holds a bit for each vector lane, and is used to prevent memory accesses to the masked-off lanes.
11203
11204 Arguments:
11205 """"""""""
11206
11207 The first operand is the vector value to be written to memory. The second operand is the base pointer for the store, it has the same underlying type as the value operand. The third operand is the alignment of the destination location. The fourth operand, mask, is a vector of boolean values. The types of the mask and the value operand must have the same number of vector elements.
11208
11209
11210 Semantics:
11211 """"""""""
11212
11213 The '``llvm.masked.store``' intrinsics is designed for conditional writing of selected vector elements in a single IR operation. It is useful for targets that support vector masked store and allows vectorizing predicated basic blocks on these targets. Other targets may support this intrinsic differently, for example by lowering it into a sequence of branches that guard scalar store operations.
11214 The result of this operation is equivalent to a load-modify-store sequence. However, using this intrinsic prevents exceptions and data races on memory access to masked-off lanes.
11215
11216 ::
11217
11218        call void @llvm.masked.store.v16f32(<16 x float> %value, <16 x float>* %ptr, i32 4,  <16 x i1> %mask)
11219
11220        ;; The result of the following instructions is identical aside from potential data races and memory access exceptions
11221        %oldval = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
11222        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %value, <16 x float> %oldval
11223        store <16 x float> %res, <16 x float>* %ptr, align 4
11224
11225
11226 Masked Vector Gather and Scatter Intrinsics
11227 -------------------------------------------
11228
11229 LLVM provides intrinsics for vector gather and scatter operations. They are similar to :ref:`Masked Vector Load and Store <int_mload_mstore>`, except they are designed for arbitrary memory accesses, rather than sequential memory accesses. Gather and scatter also employ a mask operand, which holds one bit per vector element, switching the associated vector lane on or off. The memory addresses corresponding to the "off" lanes are not accessed. When all bits are off, no memory is accessed.
11230
11231 .. _int_mgather:
11232
11233 '``llvm.masked.gather.*``' Intrinsics
11234 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11235
11236 Syntax:
11237 """""""
11238 This is an overloaded intrinsic. The loaded data are multiple scalar values of any integer or floating point data type gathered together into one vector.
11239
11240 ::
11241
11242       declare <16 x float> @llvm.masked.gather.v16f32 (<16 x float*> <ptrs>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
11243       declare <2 x double> @llvm.masked.gather.v2f64  (<2 x double*> <ptrs>, i32 <alignment>, <2 x i1>  <mask>, <2 x double> <passthru>)
11244
11245 Overview:
11246 """""""""
11247
11248 Reads scalar values from arbitrary memory locations and gathers them into one vector. The memory locations are provided in the vector of pointers '``ptrs``'. The memory is accessed according to the provided mask. The mask holds a bit for each vector lane, and is used to prevent memory accesses to the masked-off lanes. The masked-off lanes in the result vector are taken from the corresponding lanes of the '``passthru``' operand.
11249
11250
11251 Arguments:
11252 """"""""""
11253
11254 The first operand is a vector of pointers which holds all memory addresses to read. The second operand is an alignment of the source addresses. It must be a constant integer value. The third operand, mask, is a vector of boolean values with the same number of elements as the return type. The fourth is a pass-through value that is used to fill the masked-off lanes of the result. The return type, underlying type of the vector of pointers and the type of the '``passthru``' operand are the same vector types.
11255
11256
11257 Semantics:
11258 """"""""""
11259
11260 The '``llvm.masked.gather``' intrinsic is designed for conditional reading of multiple scalar values from arbitrary memory locations in a single IR operation. It is useful for targets that support vector masked gathers and allows vectorizing basic blocks with data and control divergence. Other targets may support this intrinsic differently, for example by lowering it into a sequence of scalar load operations.
11261 The semantics of this operation are equivalent to a sequence of conditional scalar loads with subsequent gathering all loaded values into a single vector. The mask restricts memory access to certain lanes and facilitates vectorization of predicated basic blocks.
11262
11263
11264 ::
11265
11266        %res = call <4 x double> @llvm.masked.gather.v4f64 (<4 x double*> %ptrs, i32 8, <4 x i1>%mask, <4 x double> <true, true, true, true>)
11267
11268        ;; The gather with all-true mask is equivalent to the following instruction sequence
11269        %ptr0 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 0
11270        %ptr1 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 1
11271        %ptr2 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 2
11272        %ptr3 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 3
11273
11274        %val0 = load double, double* %ptr0, align 8
11275        %val1 = load double, double* %ptr1, align 8
11276        %val2 = load double, double* %ptr2, align 8
11277        %val3 = load double, double* %ptr3, align 8
11278
11279        %vec0    = insertelement <4 x double>undef, %val0, 0
11280        %vec01   = insertelement <4 x double>%vec0, %val1, 1
11281        %vec012  = insertelement <4 x double>%vec01, %val2, 2
11282        %vec0123 = insertelement <4 x double>%vec012, %val3, 3
11283
11284 .. _int_mscatter:
11285
11286 '``llvm.masked.scatter.*``' Intrinsics
11287 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11288
11289 Syntax:
11290 """""""
11291 This is an overloaded intrinsic. The data stored in memory is a vector of any integer or floating point data type. Each vector element is stored in an arbitrary memory addresses. Scatter with overlapping addresses is guaranteed to be ordered from least-significant to most-significant element.
11292
11293 ::
11294
11295        declare void @llvm.masked.scatter.v8i32 (<8 x i32>  <value>, <8 x i32*>  <ptrs>, i32 <alignment>,  <8 x i1>  <mask>)
11296        declare void @llvm.masked.scatter.v16f32(<16 x i32> <value>, <16 x i32*> <ptrs>, i32 <alignment>,  <16 x i1> <mask>)
11297
11298 Overview:
11299 """""""""
11300
11301 Writes each element from the value vector to the corresponding memory address. The memory addresses are represented as a vector of pointers. Writing is done according to the provided mask. The mask holds a bit for each vector lane, and is used to prevent memory accesses to the masked-off lanes.
11302
11303 Arguments:
11304 """"""""""
11305
11306 The first operand is a vector value to be written to memory. The second operand is a vector of pointers, pointing to where the value elements should be stored. It has the same underlying type as the value operand. The third operand is an alignment of the destination addresses. The fourth operand, mask, is a vector of boolean values. The types of the mask and the value operand must have the same number of vector elements.
11307
11308
11309 Semantics:
11310 """"""""""
11311
11312 The '``llvm.masked.scatter``' intrinsics is designed for writing selected vector elements to arbitrary memory addresses in a single IR operation. The operation may be conditional, when not all bits in the mask are switched on. It is useful for targets that support vector masked scatter and allows vectorizing basic blocks with data and control divergency. Other targets may support this intrinsic differently, for example by lowering it into a sequence of branches that guard scalar store operations.
11313
11314 ::
11315
11316        ;; This instruction unconditionaly stores data vector in multiple addresses
11317        call @llvm.masked.scatter.v8i32 (<8 x i32> %value, <8 x i32*> %ptrs, i32 4,  <8 x i1>  <true, true, .. true>)
11318
11319        ;; It is equivalent to a list of scalar stores
11320        %val0 = extractelement <8 x i32> %value, i32 0
11321        %val1 = extractelement <8 x i32> %value, i32 1
11322        ..
11323        %val7 = extractelement <8 x i32> %value, i32 7
11324        %ptr0 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 0
11325        %ptr1 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 1
11326        ..
11327        %ptr7 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 7
11328        ;; Note: the order of the following stores is important when they overlap:
11329        store i32 %val0, i32* %ptr0, align 4
11330        store i32 %val1, i32* %ptr1, align 4
11331        ..
11332        store i32 %val7, i32* %ptr7, align 4
11333
11334
11335 Memory Use Markers
11336 ------------------
11337
11338 This class of intrinsics provides information about the lifetime of
11339 memory objects and ranges where variables are immutable.
11340
11341 .. _int_lifestart:
11342
11343 '``llvm.lifetime.start``' Intrinsic
11344 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11345
11346 Syntax:
11347 """""""
11348
11349 ::
11350
11351       declare void @llvm.lifetime.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
11352
11353 Overview:
11354 """""""""
11355
11356 The '``llvm.lifetime.start``' intrinsic specifies the start of a memory
11357 object's lifetime.
11358
11359 Arguments:
11360 """"""""""
11361
11362 The first argument is a constant integer representing the size of the
11363 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
11364 to the object.
11365
11366 Semantics:
11367 """"""""""
11368
11369 This intrinsic indicates that before this point in the code, the value
11370 of the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known
11371 to never be used and has an undefined value. A load from the pointer
11372 that precedes this intrinsic can be replaced with ``'undef'``.
11373
11374 .. _int_lifeend:
11375
11376 '``llvm.lifetime.end``' Intrinsic
11377 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11378
11379 Syntax:
11380 """""""
11381
11382 ::
11383
11384       declare void @llvm.lifetime.end(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
11385
11386 Overview:
11387 """""""""
11388
11389 The '``llvm.lifetime.end``' intrinsic specifies the end of a memory
11390 object's lifetime.
11391
11392 Arguments:
11393 """"""""""
11394
11395 The first argument is a constant integer representing the size of the
11396 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
11397 to the object.
11398
11399 Semantics:
11400 """"""""""
11401
11402 This intrinsic indicates that after this point in the code, the value of
11403 the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known to
11404 never be used and has an undefined value. Any stores into the memory
11405 object following this intrinsic may be removed as dead.
11406
11407 '``llvm.invariant.start``' Intrinsic
11408 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11409
11410 Syntax:
11411 """""""
11412
11413 ::
11414
11415       declare {}* @llvm.invariant.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
11416
11417 Overview:
11418 """""""""
11419
11420 The '``llvm.invariant.start``' intrinsic specifies that the contents of
11421 a memory object will not change.
11422
11423 Arguments:
11424 """"""""""
11425
11426 The first argument is a constant integer representing the size of the
11427 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
11428 to the object.
11429
11430 Semantics:
11431 """"""""""
11432
11433 This intrinsic indicates that until an ``llvm.invariant.end`` that uses
11434 the return value, the referenced memory location is constant and
11435 unchanging.
11436
11437 '``llvm.invariant.end``' Intrinsic
11438 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11439
11440 Syntax:
11441 """""""
11442
11443 ::
11444
11445       declare void @llvm.invariant.end({}* <start>, i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
11446
11447 Overview:
11448 """""""""
11449
11450 The '``llvm.invariant.end``' intrinsic specifies that the contents of a
11451 memory object are mutable.
11452
11453 Arguments:
11454 """"""""""
11455
11456 The first argument is the matching ``llvm.invariant.start`` intrinsic.
11457 The second argument is a constant integer representing the size of the
11458 object, or -1 if it is variable sized and the third argument is a
11459 pointer to the object.
11460
11461 Semantics:
11462 """"""""""
11463
11464 This intrinsic indicates that the memory is mutable again.
11465
11466 General Intrinsics
11467 ------------------
11468
11469 This class of intrinsics is designed to be generic and has no specific
11470 purpose.
11471
11472 '``llvm.var.annotation``' Intrinsic
11473 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11474
11475 Syntax:
11476 """""""
11477
11478 ::
11479
11480       declare void @llvm.var.annotation(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
11481
11482 Overview:
11483 """""""""
11484
11485 The '``llvm.var.annotation``' intrinsic.
11486
11487 Arguments:
11488 """"""""""
11489
11490 The first argument is a pointer to a value, the second is a pointer to a
11491 global string, the third is a pointer to a global string which is the
11492 source file name, and the last argument is the line number.
11493
11494 Semantics:
11495 """"""""""
11496
11497 This intrinsic allows annotation of local variables with arbitrary
11498 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want
11499 to look for these annotations. These have no other defined use; they are
11500 ignored by code generation and optimization.
11501
11502 '``llvm.ptr.annotation.*``' Intrinsic
11503 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11504
11505 Syntax:
11506 """""""
11507
11508 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.ptr.annotation``' on a
11509 pointer to an integer of any width. *NOTE* you must specify an address space for
11510 the pointer. The identifier for the default address space is the integer
11511 '``0``'.
11512
11513 ::
11514
11515       declare i8*   @llvm.ptr.annotation.p<address space>i8(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
11516       declare i16*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i16(i16* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
11517       declare i32*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i32(i32* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
11518       declare i64*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i64(i64* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
11519       declare i256* @llvm.ptr.annotation.p<address space>i256(i256* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
11520
11521 Overview:
11522 """""""""
11523
11524 The '``llvm.ptr.annotation``' intrinsic.
11525
11526 Arguments:
11527 """"""""""
11528
11529 The first argument is a pointer to an integer value of arbitrary bitwidth
11530 (result of some expression), the second is a pointer to a global string, the
11531 third is a pointer to a global string which is the source file name, and the
11532 last argument is the line number. It returns the value of the first argument.
11533
11534 Semantics:
11535 """"""""""
11536
11537 This intrinsic allows annotation of a pointer to an integer with arbitrary
11538 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want to look
11539 for these annotations. These have no other defined use; they are ignored by code
11540 generation and optimization.
11541
11542 '``llvm.annotation.*``' Intrinsic
11543 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11544
11545 Syntax:
11546 """""""
11547
11548 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.annotation``' on
11549 any integer bit width.
11550
11551 ::
11552
11553       declare i8 @llvm.annotation.i8(i8 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
11554       declare i16 @llvm.annotation.i16(i16 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
11555       declare i32 @llvm.annotation.i32(i32 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
11556       declare i64 @llvm.annotation.i64(i64 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
11557       declare i256 @llvm.annotation.i256(i256 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
11558
11559 Overview:
11560 """""""""
11561
11562 The '``llvm.annotation``' intrinsic.
11563
11564 Arguments:
11565 """"""""""
11566
11567 The first argument is an integer value (result of some expression), the
11568 second is a pointer to a global string, the third is a pointer to a
11569 global string which is the source file name, and the last argument is
11570 the line number. It returns the value of the first argument.
11571
11572 Semantics:
11573 """"""""""
11574
11575 This intrinsic allows annotations to be put on arbitrary expressions
11576 with arbitrary strings. This can be useful for special purpose
11577 optimizations that want to look for these annotations. These have no
11578 other defined use; they are ignored by code generation and optimization.
11579
11580 '``llvm.trap``' Intrinsic
11581 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11582
11583 Syntax:
11584 """""""
11585
11586 ::
11587
11588       declare void @llvm.trap() noreturn nounwind
11589
11590 Overview:
11591 """""""""
11592
11593 The '``llvm.trap``' intrinsic.
11594
11595 Arguments:
11596 """"""""""
11597
11598 None.
11599
11600 Semantics:
11601 """"""""""
11602
11603 This intrinsic is lowered to the target dependent trap instruction. If
11604 the target does not have a trap instruction, this intrinsic will be
11605 lowered to a call of the ``abort()`` function.
11606
11607 '``llvm.debugtrap``' Intrinsic
11608 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11609
11610 Syntax:
11611 """""""
11612
11613 ::
11614
11615       declare void @llvm.debugtrap() nounwind
11616
11617 Overview:
11618 """""""""
11619
11620 The '``llvm.debugtrap``' intrinsic.
11621
11622 Arguments:
11623 """"""""""
11624
11625 None.
11626
11627 Semantics:
11628 """"""""""
11629
11630 This intrinsic is lowered to code which is intended to cause an
11631 execution trap with the intention of requesting the attention of a
11632 debugger.
11633
11634 '``llvm.stackprotector``' Intrinsic
11635 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11636
11637 Syntax:
11638 """""""
11639
11640 ::
11641
11642       declare void @llvm.stackprotector(i8* <guard>, i8** <slot>)
11643
11644 Overview:
11645 """""""""
11646
11647 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic takes the ``guard`` and stores it
11648 onto the stack at ``slot``. The stack slot is adjusted to ensure that it
11649 is placed on the stack before local variables.
11650
11651 Arguments:
11652 """"""""""
11653
11654 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic requires two pointer arguments.
11655 The first argument is the value loaded from the stack guard
11656 ``@__stack_chk_guard``. The second variable is an ``alloca`` that has
11657 enough space to hold the value of the guard.
11658
11659 Semantics:
11660 """"""""""
11661
11662 This intrinsic causes the prologue/epilogue inserter to force the position of
11663 the ``AllocaInst`` stack slot to be before local variables on the stack. This is
11664 to ensure that if a local variable on the stack is overwritten, it will destroy
11665 the value of the guard. When the function exits, the guard on the stack is
11666 checked against the original guard by ``llvm.stackprotectorcheck``. If they are
11667 different, then ``llvm.stackprotectorcheck`` causes the program to abort by
11668 calling the ``__stack_chk_fail()`` function.
11669
11670 '``llvm.stackprotectorcheck``' Intrinsic
11671 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11672
11673 Syntax:
11674 """""""
11675
11676 ::
11677
11678       declare void @llvm.stackprotectorcheck(i8** <guard>)
11679
11680 Overview:
11681 """""""""
11682
11683 The ``llvm.stackprotectorcheck`` intrinsic compares ``guard`` against an already
11684 created stack protector and if they are not equal calls the
11685 ``__stack_chk_fail()`` function.
11686
11687 Arguments:
11688 """"""""""
11689
11690 The ``llvm.stackprotectorcheck`` intrinsic requires one pointer argument, the
11691 the variable ``@__stack_chk_guard``.
11692
11693 Semantics:
11694 """"""""""
11695
11696 This intrinsic is provided to perform the stack protector check by comparing
11697 ``guard`` with the stack slot created by ``llvm.stackprotector`` and if the
11698 values do not match call the ``__stack_chk_fail()`` function.
11699
11700 The reason to provide this as an IR level intrinsic instead of implementing it
11701 via other IR operations is that in order to perform this operation at the IR
11702 level without an intrinsic, one would need to create additional basic blocks to
11703 handle the success/failure cases. This makes it difficult to stop the stack
11704 protector check from disrupting sibling tail calls in Codegen. With this
11705 intrinsic, we are able to generate the stack protector basic blocks late in
11706 codegen after the tail call decision has occurred.
11707
11708 '``llvm.objectsize``' Intrinsic
11709 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11710
11711 Syntax:
11712 """""""
11713
11714 ::
11715
11716       declare i32 @llvm.objectsize.i32(i8* <object>, i1 <min>)
11717       declare i64 @llvm.objectsize.i64(i8* <object>, i1 <min>)
11718
11719 Overview:
11720 """""""""
11721
11722 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is designed to provide information to
11723 the optimizers to determine at compile time whether a) an operation
11724 (like memcpy) will overflow a buffer that corresponds to an object, or
11725 b) that a runtime check for overflow isn't necessary. An object in this
11726 context means an allocation of a specific class, structure, array, or
11727 other object.
11728
11729 Arguments:
11730 """"""""""
11731
11732 The ``llvm.objectsize`` intrinsic takes two arguments. The first
11733 argument is a pointer to or into the ``object``. The second argument is
11734 a boolean and determines whether ``llvm.objectsize`` returns 0 (if true)
11735 or -1 (if false) when the object size is unknown. The second argument
11736 only accepts constants.
11737
11738 Semantics:
11739 """"""""""
11740
11741 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is lowered to a constant representing
11742 the size of the object concerned. If the size cannot be determined at
11743 compile time, ``llvm.objectsize`` returns ``i32/i64 -1 or 0`` (depending
11744 on the ``min`` argument).
11745
11746 '``llvm.expect``' Intrinsic
11747 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11748
11749 Syntax:
11750 """""""
11751
11752 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.expect`` on any
11753 integer bit width.
11754
11755 ::
11756
11757       declare i1 @llvm.expect.i1(i1 <val>, i1 <expected_val>)
11758       declare i32 @llvm.expect.i32(i32 <val>, i32 <expected_val>)
11759       declare i64 @llvm.expect.i64(i64 <val>, i64 <expected_val>)
11760
11761 Overview:
11762 """""""""
11763
11764 The ``llvm.expect`` intrinsic provides information about expected (the
11765 most probable) value of ``val``, which can be used by optimizers.
11766
11767 Arguments:
11768 """"""""""
11769
11770 The ``llvm.expect`` intrinsic takes two arguments. The first argument is
11771 a value. The second argument is an expected value, this needs to be a
11772 constant value, variables are not allowed.
11773
11774 Semantics:
11775 """"""""""
11776
11777 This intrinsic is lowered to the ``val``.
11778
11779 .. _int_assume:
11780
11781 '``llvm.assume``' Intrinsic
11782 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11783
11784 Syntax:
11785 """""""
11786
11787 ::
11788
11789       declare void @llvm.assume(i1 %cond)
11790
11791 Overview:
11792 """""""""
11793
11794 The ``llvm.assume`` allows the optimizer to assume that the provided
11795 condition is true. This information can then be used in simplifying other parts
11796 of the code.
11797
11798 Arguments:
11799 """"""""""
11800
11801 The condition which the optimizer may assume is always true.
11802
11803 Semantics:
11804 """"""""""
11805
11806 The intrinsic allows the optimizer to assume that the provided condition is
11807 always true whenever the control flow reaches the intrinsic call. No code is
11808 generated for this intrinsic, and instructions that contribute only to the
11809 provided condition are not used for code generation. If the condition is
11810 violated during execution, the behavior is undefined.
11811
11812 Note that the optimizer might limit the transformations performed on values
11813 used by the ``llvm.assume`` intrinsic in order to preserve the instructions
11814 only used to form the intrinsic's input argument. This might prove undesirable
11815 if the extra information provided by the ``llvm.assume`` intrinsic does not cause
11816 sufficient overall improvement in code quality. For this reason,
11817 ``llvm.assume`` should not be used to document basic mathematical invariants
11818 that the optimizer can otherwise deduce or facts that are of little use to the
11819 optimizer.
11820
11821 .. _bitset.test:
11822
11823 '``llvm.bitset.test``' Intrinsic
11824 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11825
11826 Syntax:
11827 """""""
11828
11829 ::
11830
11831       declare i1 @llvm.bitset.test(i8* %ptr, metadata %bitset) nounwind readnone
11832
11833
11834 Arguments:
11835 """"""""""
11836
11837 The first argument is a pointer to be tested. The second argument is a
11838 metadata string containing the name of a :doc:`bitset <BitSets>`.
11839
11840 Overview:
11841 """""""""
11842
11843 The ``llvm.bitset.test`` intrinsic tests whether the given pointer is a
11844 member of the given bitset.
11845
11846 '``llvm.donothing``' Intrinsic
11847 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11848
11849 Syntax:
11850 """""""
11851
11852 ::
11853
11854       declare void @llvm.donothing() nounwind readnone
11855
11856 Overview:
11857 """""""""
11858
11859 The ``llvm.donothing`` intrinsic doesn't perform any operation. It's one of only
11860 two intrinsics (besides ``llvm.experimental.patchpoint``) that can be called
11861 with an invoke instruction.
11862
11863 Arguments:
11864 """"""""""
11865
11866 None.
11867
11868 Semantics:
11869 """"""""""
11870
11871 This intrinsic does nothing, and it's removed by optimizers and ignored
11872 by codegen.
11873
11874 Stack Map Intrinsics
11875 --------------------
11876
11877 LLVM provides experimental intrinsics to support runtime patching
11878 mechanisms commonly desired in dynamic language JITs. These intrinsics
11879 are described in :doc:`StackMaps`.