d8294b97de74167c41a4516d64de94d277cf3657
[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]* @.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 dynamcially
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 little
357     intrusive as possible. This calling convention behaves identical 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 a alias, but then it only governs how
495 the alias is accessed. It will not have any effect in the aliasee.
496
497 .. _namedtypes:
498
499 Structure Types
500 ---------------
501
502 LLVM IR allows you to specify both "identified" and "literal" :ref:`structure
503 types <t_struct>`.  Literal types are uniqued structurally, but identified types
504 are never uniqued.  An :ref:`opaque structural type <t_opaque>` can also be used
505 to forward declare a type that is not yet available.
506
507 An example of a identified structure specification is:
508
509 .. code-block:: llvm
510
511     %mytype = type { %mytype*, i32 }
512
513 Prior to the LLVM 3.0 release, identified types were structurally uniqued.  Only
514 literal types are uniqued in recent versions of LLVM.
515
516 .. _globalvars:
517
518 Global Variables
519 ----------------
520
521 Global variables define regions of memory allocated at compilation time
522 instead of run-time.
523
524 Global variable definitions must be initialized.
525
526 Global variables in other translation units can also be declared, in which
527 case they don't have an initializer.
528
529 Either global variable definitions or declarations may have an explicit section
530 to be placed in and may have an optional explicit alignment specified.
531
532 A variable may be defined as a global ``constant``, which indicates that
533 the contents of the variable will **never** be modified (enabling better
534 optimization, allowing the global data to be placed in the read-only
535 section of an executable, etc). Note that variables that need runtime
536 initialization cannot be marked ``constant`` as there is a store to the
537 variable.
538
539 LLVM explicitly allows *declarations* of global variables to be marked
540 constant, even if the final definition of the global is not. This
541 capability can be used to enable slightly better optimization of the
542 program, but requires the language definition to guarantee that
543 optimizations based on the 'constantness' are valid for the translation
544 units that do not include the definition.
545
546 As SSA values, global variables define pointer values that are in scope
547 (i.e. they dominate) all basic blocks in the program. Global variables
548 always define a pointer to their "content" type because they describe a
549 region of memory, and all memory objects in LLVM are accessed through
550 pointers.
551
552 Global variables can be marked with ``unnamed_addr`` which indicates
553 that the address is not significant, only the content. Constants marked
554 like this can be merged with other constants if they have the same
555 initializer. Note that a constant with significant address *can* be
556 merged with a ``unnamed_addr`` constant, the result being a constant
557 whose address is significant.
558
559 A global variable may be declared to reside in a target-specific
560 numbered address space. For targets that support them, address spaces
561 may affect how optimizations are performed and/or what target
562 instructions are used to access the variable. The default address space
563 is zero. The address space qualifier must precede any other attributes.
564
565 LLVM allows an explicit section to be specified for globals. If the
566 target supports it, it will emit globals to the section specified.
567 Additionally, the global can placed in a comdat if the target has the necessary
568 support.
569
570 By default, global initializers are optimized by assuming that global
571 variables defined within the module are not modified from their
572 initial values before the start of the global initializer.  This is
573 true even for variables potentially accessible from outside the
574 module, including those with external linkage or appearing in
575 ``@llvm.used`` or dllexported variables. This assumption may be suppressed
576 by marking the variable with ``externally_initialized``.
577
578 An explicit alignment may be specified for a global, which must be a
579 power of 2. If not present, or if the alignment is set to zero, the
580 alignment of the global is set by the target to whatever it feels
581 convenient. If an explicit alignment is specified, the global is forced
582 to have exactly that alignment. Targets and optimizers are not allowed
583 to over-align the global if the global has an assigned section. In this
584 case, the extra alignment could be observable: for example, code could
585 assume that the globals are densely packed in their section and try to
586 iterate over them as an array, alignment padding would break this
587 iteration. The maximum alignment is ``1 << 29``.
588
589 Globals can also have a :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`.
590
591 Variables and aliases can have a
592 :ref:`Thread Local Storage Model <tls_model>`.
593
594 Syntax::
595
596     [@<GlobalVarName> =] [Linkage] [Visibility] [DLLStorageClass] [ThreadLocal]
597                          [unnamed_addr] [AddrSpace] [ExternallyInitialized]
598                          <global | constant> <Type> [<InitializerConstant>]
599                          [, section "name"] [, comdat [($name)]]
600                          [, align <Alignment>]
601
602 For example, the following defines a global in a numbered address space
603 with an initializer, section, and alignment:
604
605 .. code-block:: llvm
606
607     @G = addrspace(5) constant float 1.0, section "foo", align 4
608
609 The following example just declares a global variable
610
611 .. code-block:: llvm
612
613    @G = external global i32
614
615 The following example defines a thread-local global with the
616 ``initialexec`` TLS model:
617
618 .. code-block:: llvm
619
620     @G = thread_local(initialexec) global i32 0, align 4
621
622 .. _functionstructure:
623
624 Functions
625 ---------
626
627 LLVM function definitions consist of the "``define``" keyword, an
628 optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional :ref:`visibility
629 style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`,
630 an optional :ref:`calling convention <callingconv>`,
631 an optional ``unnamed_addr`` attribute, a return type, an optional
632 :ref:`parameter attribute <paramattrs>` for the return type, a function
633 name, a (possibly empty) argument list (each with optional :ref:`parameter
634 attributes <paramattrs>`), optional :ref:`function attributes <fnattrs>`,
635 an optional section, an optional alignment,
636 an optional :ref:`comdat <langref_comdats>`,
637 an optional :ref:`garbage collector name <gc>`, an optional :ref:`prefix <prefixdata>`,
638 an optional :ref:`prologue <prologuedata>`, an opening
639 curly brace, a list of basic blocks, and a closing curly brace.
640
641 LLVM function declarations consist of the "``declare``" keyword, an
642 optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional :ref:`visibility
643 style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`,
644 an optional :ref:`calling convention <callingconv>`,
645 an optional ``unnamed_addr`` attribute, a return type, an optional
646 :ref:`parameter attribute <paramattrs>` for the return type, a function
647 name, a possibly empty list of arguments, an optional alignment, an optional
648 :ref:`garbage collector name <gc>`, an optional :ref:`prefix <prefixdata>`,
649 and an optional :ref:`prologue <prologuedata>`.
650
651 A function definition contains a list of basic blocks, forming the CFG (Control
652 Flow Graph) for the function. Each basic block may optionally start with a label
653 (giving the basic block a symbol table entry), contains a list of instructions,
654 and ends with a :ref:`terminator <terminators>` instruction (such as a branch or
655 function return). If an explicit label is not provided, a block is assigned an
656 implicit numbered label, using the next value from the same counter as used for
657 unnamed temporaries (:ref:`see above<identifiers>`). For example, if a function
658 entry block does not have an explicit label, it will be assigned label "%0",
659 then the first unnamed temporary in that block will be "%1", etc.
660
661 The first basic block in a function is special in two ways: it is
662 immediately executed on entrance to the function, and it is not allowed
663 to have predecessor basic blocks (i.e. there can not be any branches to
664 the entry block of a function). Because the block can have no
665 predecessors, it also cannot have any :ref:`PHI nodes <i_phi>`.
666
667 LLVM allows an explicit section to be specified for functions. If the
668 target supports it, it will emit functions to the section specified.
669 Additionally, the function can be placed in a COMDAT.
670
671 An explicit alignment may be specified for a function. If not present,
672 or if the alignment is set to zero, the alignment of the function is set
673 by the target to whatever it feels convenient. If an explicit alignment
674 is specified, the function is forced to have at least that much
675 alignment. All alignments must be a power of 2.
676
677 If the ``unnamed_addr`` attribute is given, the address is known to not
678 be significant and two identical functions can be merged.
679
680 Syntax::
681
682     define [linkage] [visibility] [DLLStorageClass]
683            [cconv] [ret attrs]
684            <ResultType> @<FunctionName> ([argument list])
685            [unnamed_addr] [fn Attrs] [section "name"] [comdat [($name)]]
686            [align N] [gc] [prefix Constant] [prologue Constant] { ... }
687
688 The argument list is a comma seperated sequence of arguments where each
689 argument is of the following form
690
691 Syntax::
692
693    <type> [parameter Attrs] [name]
694
695
696 .. _langref_aliases:
697
698 Aliases
699 -------
700
701 Aliases, unlike function or variables, don't create any new data. They
702 are just a new symbol and metadata for an existing position.
703
704 Aliases have a name and an aliasee that is either a global value or a
705 constant expression.
706
707 Aliases may have an optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional
708 :ref:`visibility style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class
709 <dllstorageclass>` and an optional :ref:`tls model <tls_model>`.
710
711 Syntax::
712
713     @<Name> = [Linkage] [Visibility] [DLLStorageClass] [ThreadLocal] [unnamed_addr] alias <AliaseeTy> @<Aliasee>
714
715 The linkage must be one of ``private``, ``internal``, ``linkonce``, ``weak``,
716 ``linkonce_odr``, ``weak_odr``, ``external``. Note that some system linkers
717 might not correctly handle dropping a weak symbol that is aliased.
718
719 Aliases that are not ``unnamed_addr`` are guaranteed to have the same address as
720 the aliasee expression. ``unnamed_addr`` ones are only guaranteed to point
721 to the same content.
722
723 Since aliases are only a second name, some restrictions apply, of which
724 some can only be checked when producing an object file:
725
726 * The expression defining the aliasee must be computable at assembly
727   time. Since it is just a name, no relocations can be used.
728
729 * No alias in the expression can be weak as the possibility of the
730   intermediate alias being overridden cannot be represented in an
731   object file.
732
733 * No global value in the expression can be a declaration, since that
734   would require a relocation, which is not possible.
735
736 .. _langref_comdats:
737
738 Comdats
739 -------
740
741 Comdat IR provides access to COFF and ELF object file COMDAT functionality.
742
743 Comdats have a name which represents the COMDAT key.  All global objects that
744 specify this key will only end up in the final object file if the linker chooses
745 that key over some other key.  Aliases are placed in the same COMDAT that their
746 aliasee computes to, if any.
747
748 Comdats have a selection kind to provide input on how the linker should
749 choose between keys in two different object files.
750
751 Syntax::
752
753     $<Name> = comdat SelectionKind
754
755 The selection kind must be one of the following:
756
757 ``any``
758     The linker may choose any COMDAT key, the choice is arbitrary.
759 ``exactmatch``
760     The linker may choose any COMDAT key but the sections must contain the
761     same data.
762 ``largest``
763     The linker will choose the section containing the largest COMDAT key.
764 ``noduplicates``
765     The linker requires that only section with this COMDAT key exist.
766 ``samesize``
767     The linker may choose any COMDAT key but the sections must contain the
768     same amount of data.
769
770 Note that the Mach-O platform doesn't support COMDATs and ELF only supports
771 ``any`` as a selection kind.
772
773 Here is an example of a COMDAT group where a function will only be selected if
774 the COMDAT key's section is the largest:
775
776 .. code-block:: llvm
777
778    $foo = comdat largest
779    @foo = global i32 2, comdat($foo)
780
781    define void @bar() comdat($foo) {
782      ret void
783    }
784
785 As a syntactic sugar the ``$name`` can be omitted if the name is the same as
786 the global name:
787
788 .. code-block:: llvm
789
790   $foo = comdat any
791   @foo = global i32 2, comdat
792
793
794 In a COFF object file, this will create a COMDAT section with selection kind
795 ``IMAGE_COMDAT_SELECT_LARGEST`` containing the contents of the ``@foo`` symbol
796 and another COMDAT section with selection kind
797 ``IMAGE_COMDAT_SELECT_ASSOCIATIVE`` which is associated with the first COMDAT
798 section and contains the contents of the ``@bar`` symbol.
799
800 There are some restrictions on the properties of the global object.
801 It, or an alias to it, must have the same name as the COMDAT group when
802 targeting COFF.
803 The contents and size of this object may be used during link-time to determine
804 which COMDAT groups get selected depending on the selection kind.
805 Because the name of the object must match the name of the COMDAT group, the
806 linkage of the global object must not be local; local symbols can get renamed
807 if a collision occurs in the symbol table.
808
809 The combined use of COMDATS and section attributes may yield surprising results.
810 For example:
811
812 .. code-block:: llvm
813
814    $foo = comdat any
815    $bar = comdat any
816    @g1 = global i32 42, section "sec", comdat($foo)
817    @g2 = global i32 42, section "sec", comdat($bar)
818
819 From the object file perspective, this requires the creation of two sections
820 with the same name.  This is necessary because both globals belong to different
821 COMDAT groups and COMDATs, at the object file level, are represented by
822 sections.
823
824 Note that certain IR constructs like global variables and functions may create
825 COMDATs in the object file in addition to any which are specified using COMDAT
826 IR.  This arises, for example, when a global variable has linkonce_odr linkage.
827
828 .. _namedmetadatastructure:
829
830 Named Metadata
831 --------------
832
833 Named metadata is a collection of metadata. :ref:`Metadata
834 nodes <metadata>` (but not metadata strings) are the only valid
835 operands for a named metadata.
836
837 Syntax::
838
839     ; Some unnamed metadata nodes, which are referenced by the named metadata.
840     !0 = !{!"zero"}
841     !1 = !{!"one"}
842     !2 = !{!"two"}
843     ; A named metadata.
844     !name = !{!0, !1, !2}
845
846 .. _paramattrs:
847
848 Parameter Attributes
849 --------------------
850
851 The return type and each parameter of a function type may have a set of
852 *parameter attributes* associated with them. Parameter attributes are
853 used to communicate additional information about the result or
854 parameters of a function. Parameter attributes are considered to be part
855 of the function, not of the function type, so functions with different
856 parameter attributes can have the same function type.
857
858 Parameter attributes are simple keywords that follow the type specified.
859 If multiple parameter attributes are needed, they are space separated.
860 For example:
861
862 .. code-block:: llvm
863
864     declare i32 @printf(i8* noalias nocapture, ...)
865     declare i32 @atoi(i8 zeroext)
866     declare signext i8 @returns_signed_char()
867
868 Note that any attributes for the function result (``nounwind``,
869 ``readonly``) come immediately after the argument list.
870
871 Currently, only the following parameter attributes are defined:
872
873 ``zeroext``
874     This indicates to the code generator that the parameter or return
875     value should be zero-extended to the extent required by the target's
876     ABI (which is usually 32-bits, but is 8-bits for a i1 on x86-64) by
877     the caller (for a parameter) or the callee (for a return value).
878 ``signext``
879     This indicates to the code generator that the parameter or return
880     value should be sign-extended to the extent required by the target's
881     ABI (which is usually 32-bits) by the caller (for a parameter) or
882     the callee (for a return value).
883 ``inreg``
884     This indicates that this parameter or return value should be treated
885     in a special target-dependent fashion during while emitting code for
886     a function call or return (usually, by putting it in a register as
887     opposed to memory, though some targets use it to distinguish between
888     two different kinds of registers). Use of this attribute is
889     target-specific.
890 ``byval``
891     This indicates that the pointer parameter should really be passed by
892     value to the function. The attribute implies that a hidden copy of
893     the pointee is made between the caller and the callee, so the callee
894     is unable to modify the value in the caller. This attribute is only
895     valid on LLVM pointer arguments. It is generally used to pass
896     structs and arrays by value, but is also valid on pointers to
897     scalars. The copy is considered to belong to the caller not the
898     callee (for example, ``readonly`` functions should not write to
899     ``byval`` parameters). This is not a valid attribute for return
900     values.
901
902     The byval attribute also supports specifying an alignment with the
903     align attribute. It indicates the alignment of the stack slot to
904     form and the known alignment of the pointer specified to the call
905     site. If the alignment is not specified, then the code generator
906     makes a target-specific assumption.
907
908 .. _attr_inalloca:
909
910 ``inalloca``
911
912     The ``inalloca`` argument attribute allows the caller to take the
913     address of outgoing stack arguments.  An ``inalloca`` argument must
914     be a pointer to stack memory produced by an ``alloca`` instruction.
915     The alloca, or argument allocation, must also be tagged with the
916     inalloca keyword.  Only the last argument may have the ``inalloca``
917     attribute, and that argument is guaranteed to be passed in memory.
918
919     An argument allocation may be used by a call at most once because
920     the call may deallocate it.  The ``inalloca`` attribute cannot be
921     used in conjunction with other attributes that affect argument
922     storage, like ``inreg``, ``nest``, ``sret``, or ``byval``.  The
923     ``inalloca`` attribute also disables LLVM's implicit lowering of
924     large aggregate return values, which means that frontend authors
925     must lower them with ``sret`` pointers.
926
927     When the call site is reached, the argument allocation must have
928     been the most recent stack allocation that is still live, or the
929     results are undefined.  It is possible to allocate additional stack
930     space after an argument allocation and before its call site, but it
931     must be cleared off with :ref:`llvm.stackrestore
932     <int_stackrestore>`.
933
934     See :doc:`InAlloca` for more information on how to use this
935     attribute.
936
937 ``sret``
938     This indicates that the pointer parameter specifies the address of a
939     structure that is the return value of the function in the source
940     program. This pointer must be guaranteed by the caller to be valid:
941     loads and stores to the structure may be assumed by the callee
942     not to trap and to be properly aligned. This may only be applied to
943     the first parameter. This is not a valid attribute for return
944     values.
945
946 ``align <n>``
947     This indicates that the pointer value may be assumed by the optimizer to
948     have the specified alignment.
949
950     Note that this attribute has additional semantics when combined with the
951     ``byval`` attribute.
952
953 .. _noalias:
954
955 ``noalias``
956     This indicates that objects accessed via pointer values
957     :ref:`based <pointeraliasing>` on the argument or return value are not also
958     accessed, during the execution of the function, via pointer values not
959     *based* on the argument or return value. The attribute on a return value
960     also has additional semantics described below. The caller shares the
961     responsibility with the callee for ensuring that these requirements are met.
962     For further details, please see the discussion of the NoAlias response in
963     :ref:`alias analysis <Must, May, or No>`.
964
965     Note that this definition of ``noalias`` is intentionally similar
966     to the definition of ``restrict`` in C99 for function arguments.
967
968     For function return values, C99's ``restrict`` is not meaningful,
969     while LLVM's ``noalias`` is. Furthermore, the semantics of the ``noalias``
970     attribute on return values are stronger than the semantics of the attribute
971     when used on function arguments. On function return values, the ``noalias``
972     attribute indicates that the function acts like a system memory allocation
973     function, returning a pointer to allocated storage disjoint from the
974     storage for any other object accessible to the caller.
975
976 ``nocapture``
977     This indicates that the callee does not make any copies of the
978     pointer that outlive the callee itself. This is not a valid
979     attribute for return values.
980
981 .. _nest:
982
983 ``nest``
984     This indicates that the pointer parameter can be excised using the
985     :ref:`trampoline intrinsics <int_trampoline>`. This is not a valid
986     attribute for return values and can only be applied to one parameter.
987
988 ``returned``
989     This indicates that the function always returns the argument as its return
990     value. This is an optimization hint to the code generator when generating
991     the caller, allowing tail call optimization and omission of register saves
992     and restores in some cases; it is not checked or enforced when generating
993     the callee. The parameter and the function return type must be valid
994     operands for the :ref:`bitcast instruction <i_bitcast>`. This is not a
995     valid attribute for return values and can only be applied to one parameter.
996
997 ``nonnull``
998     This indicates that the parameter or return pointer is not null. This
999     attribute may only be applied to pointer typed parameters. This is not
1000     checked or enforced by LLVM, the caller must ensure that the pointer
1001     passed in is non-null, or the callee must ensure that the returned pointer 
1002     is non-null.
1003
1004 ``dereferenceable(<n>)``
1005     This indicates that the parameter or return pointer is dereferenceable. This
1006     attribute may only be applied to pointer typed parameters. A pointer that
1007     is dereferenceable can be loaded from speculatively without a risk of
1008     trapping. The number of bytes known to be dereferenceable must be provided
1009     in parentheses. It is legal for the number of bytes to be less than the
1010     size of the pointee type. The ``nonnull`` attribute does not imply
1011     dereferenceability (consider a pointer to one element past the end of an
1012     array), however ``dereferenceable(<n>)`` does imply ``nonnull`` in
1013     ``addrspace(0)`` (which is the default address space).
1014
1015 .. _gc:
1016
1017 Garbage Collector Strategy Names
1018 --------------------------------
1019
1020 Each function may specify a garbage collector strategy name, which is simply a
1021 string:
1022
1023 .. code-block:: llvm
1024
1025     define void @f() gc "name" { ... }
1026
1027 The supported values of *name* includes those :ref:`built in to LLVM 
1028 <builtin-gc-strategies>` and any provided by loaded plugins.  Specifying a GC
1029 strategy will cause the compiler to alter its output in order to support the 
1030 named garbage collection algorithm.  Note that LLVM itself does not contain a 
1031 garbage collector, this functionality is restricted to generating machine code
1032 which can interoperate with a collector provided externally.  
1033
1034 .. _prefixdata:
1035
1036 Prefix Data
1037 -----------
1038
1039 Prefix data is data associated with a function which the code
1040 generator will emit immediately before the function's entrypoint.
1041 The purpose of this feature is to allow frontends to associate
1042 language-specific runtime metadata with specific functions and make it
1043 available through the function pointer while still allowing the
1044 function pointer to be called.
1045
1046 To access the data for a given function, a program may bitcast the
1047 function pointer to a pointer to the constant's type and dereference
1048 index -1.  This implies that the IR symbol points just past the end of
1049 the prefix data. For instance, take the example of a function annotated
1050 with a single ``i32``,
1051
1052 .. code-block:: llvm
1053
1054     define void @f() prefix i32 123 { ... }
1055
1056 The prefix data can be referenced as,
1057
1058 .. code-block:: llvm
1059
1060     %0 = bitcast *void () @f to *i32
1061     %a = getelementptr inbounds *i32 %0, i32 -1
1062     %b = load i32* %a
1063
1064 Prefix data is laid out as if it were an initializer for a global variable
1065 of the prefix data's type.  The function will be placed such that the
1066 beginning of the prefix data is aligned. This means that if the size
1067 of the prefix data is not a multiple of the alignment size, the
1068 function's entrypoint will not be aligned. If alignment of the
1069 function's entrypoint is desired, padding must be added to the prefix
1070 data.
1071
1072 A function may have prefix data but no body.  This has similar semantics
1073 to the ``available_externally`` linkage in that the data may be used by the
1074 optimizers but will not be emitted in the object file.
1075
1076 .. _prologuedata:
1077
1078 Prologue Data
1079 -------------
1080
1081 The ``prologue`` attribute allows arbitrary code (encoded as bytes) to
1082 be inserted prior to the function body. This can be used for enabling
1083 function hot-patching and instrumentation.
1084
1085 To maintain the semantics of ordinary function calls, the prologue data must
1086 have a particular format.  Specifically, it must begin with a sequence of
1087 bytes which decode to a sequence of machine instructions, valid for the
1088 module's target, which transfer control to the point immediately succeeding
1089 the prologue data, without performing any other visible action.  This allows
1090 the inliner and other passes to reason about the semantics of the function
1091 definition without needing to reason about the prologue data.  Obviously this
1092 makes the format of the prologue data highly target dependent.
1093
1094 A trivial example of valid prologue data for the x86 architecture is ``i8 144``,
1095 which encodes the ``nop`` instruction:
1096
1097 .. code-block:: llvm
1098
1099     define void @f() prologue i8 144 { ... }
1100
1101 Generally prologue data can be formed by encoding a relative branch instruction
1102 which skips the metadata, as in this example of valid prologue data for the
1103 x86_64 architecture, where the first two bytes encode ``jmp .+10``:
1104
1105 .. code-block:: llvm
1106
1107     %0 = type <{ i8, i8, i8* }>
1108
1109     define void @f() prologue %0 <{ i8 235, i8 8, i8* @md}> { ... }
1110
1111 A function may have prologue data but no body.  This has similar semantics
1112 to the ``available_externally`` linkage in that the data may be used by the
1113 optimizers but will not be emitted in the object file.
1114
1115 .. _attrgrp:
1116
1117 Attribute Groups
1118 ----------------
1119
1120 Attribute groups are groups of attributes that are referenced by objects within
1121 the IR. They are important for keeping ``.ll`` files readable, because a lot of
1122 functions will use the same set of attributes. In the degenerative case of a
1123 ``.ll`` file that corresponds to a single ``.c`` file, the single attribute
1124 group will capture the important command line flags used to build that file.
1125
1126 An attribute group is a module-level object. To use an attribute group, an
1127 object references the attribute group's ID (e.g. ``#37``). An object may refer
1128 to more than one attribute group. In that situation, the attributes from the
1129 different groups are merged.
1130
1131 Here is an example of attribute groups for a function that should always be
1132 inlined, has a stack alignment of 4, and which shouldn't use SSE instructions:
1133
1134 .. code-block:: llvm
1135
1136    ; Target-independent attributes:
1137    attributes #0 = { alwaysinline alignstack=4 }
1138
1139    ; Target-dependent attributes:
1140    attributes #1 = { "no-sse" }
1141
1142    ; Function @f has attributes: alwaysinline, alignstack=4, and "no-sse".
1143    define void @f() #0 #1 { ... }
1144
1145 .. _fnattrs:
1146
1147 Function Attributes
1148 -------------------
1149
1150 Function attributes are set to communicate additional information about
1151 a function. Function attributes are considered to be part of the
1152 function, not of the function type, so functions with different function
1153 attributes can have the same function type.
1154
1155 Function attributes are simple keywords that follow the type specified.
1156 If multiple attributes are needed, they are space separated. For
1157 example:
1158
1159 .. code-block:: llvm
1160
1161     define void @f() noinline { ... }
1162     define void @f() alwaysinline { ... }
1163     define void @f() alwaysinline optsize { ... }
1164     define void @f() optsize { ... }
1165
1166 ``alignstack(<n>)``
1167     This attribute indicates that, when emitting the prologue and
1168     epilogue, the backend should forcibly align the stack pointer.
1169     Specify the desired alignment, which must be a power of two, in
1170     parentheses.
1171 ``alwaysinline``
1172     This attribute indicates that the inliner should attempt to inline
1173     this function into callers whenever possible, ignoring any active
1174     inlining size threshold for this caller.
1175 ``builtin``
1176     This indicates that the callee function at a call site should be
1177     recognized as a built-in function, even though the function's declaration
1178     uses the ``nobuiltin`` attribute. This is only valid at call sites for
1179     direct calls to functions that are declared with the ``nobuiltin``
1180     attribute.
1181 ``cold``
1182     This attribute indicates that this function is rarely called. When
1183     computing edge weights, basic blocks post-dominated by a cold
1184     function call are also considered to be cold; and, thus, given low
1185     weight.
1186 ``inlinehint``
1187     This attribute indicates that the source code contained a hint that
1188     inlining this function is desirable (such as the "inline" keyword in
1189     C/C++). It is just a hint; it imposes no requirements on the
1190     inliner.
1191 ``jumptable``
1192     This attribute indicates that the function should be added to a
1193     jump-instruction table at code-generation time, and that all address-taken
1194     references to this function should be replaced with a reference to the
1195     appropriate jump-instruction-table function pointer. Note that this creates
1196     a new pointer for the original function, which means that code that depends
1197     on function-pointer identity can break. So, any function annotated with
1198     ``jumptable`` must also be ``unnamed_addr``.
1199 ``minsize``
1200     This attribute suggests that optimization passes and code generator
1201     passes make choices that keep the code size of this function as small
1202     as possible and perform optimizations that may sacrifice runtime
1203     performance in order to minimize the size of the generated code.
1204 ``naked``
1205     This attribute disables prologue / epilogue emission for the
1206     function. This can have very system-specific consequences.
1207 ``nobuiltin``
1208     This indicates that the callee function at a call site is not recognized as
1209     a built-in function. LLVM will retain the original call and not replace it
1210     with equivalent code based on the semantics of the built-in function, unless
1211     the call site uses the ``builtin`` attribute. This is valid at call sites
1212     and on function declarations and definitions.
1213 ``noduplicate``
1214     This attribute indicates that calls to the function cannot be
1215     duplicated. A call to a ``noduplicate`` function may be moved
1216     within its parent function, but may not be duplicated within
1217     its parent function.
1218
1219     A function containing a ``noduplicate`` call may still
1220     be an inlining candidate, provided that the call is not
1221     duplicated by inlining. That implies that the function has
1222     internal linkage and only has one call site, so the original
1223     call is dead after inlining.
1224 ``noimplicitfloat``
1225     This attributes disables implicit floating point instructions.
1226 ``noinline``
1227     This attribute indicates that the inliner should never inline this
1228     function in any situation. This attribute may not be used together
1229     with the ``alwaysinline`` attribute.
1230 ``nonlazybind``
1231     This attribute suppresses lazy symbol binding for the function. This
1232     may make calls to the function faster, at the cost of extra program
1233     startup time if the function is not called during program startup.
1234 ``noredzone``
1235     This attribute indicates that the code generator should not use a
1236     red zone, even if the target-specific ABI normally permits it.
1237 ``noreturn``
1238     This function attribute indicates that the function never returns
1239     normally. This produces undefined behavior at runtime if the
1240     function ever does dynamically return.
1241 ``nounwind``
1242     This function attribute indicates that the function never raises an
1243     exception. If the function does raise an exception, its runtime
1244     behavior is undefined. However, functions marked nounwind may still
1245     trap or generate asynchronous exceptions. Exception handling schemes
1246     that are recognized by LLVM to handle asynchronous exceptions, such
1247     as SEH, will still provide their implementation defined semantics.
1248 ``optnone``
1249     This function attribute indicates that the function is not optimized
1250     by any optimization or code generator passes with the
1251     exception of interprocedural optimization passes.
1252     This attribute cannot be used together with the ``alwaysinline``
1253     attribute; this attribute is also incompatible
1254     with the ``minsize`` attribute and the ``optsize`` attribute.
1255
1256     This attribute requires the ``noinline`` attribute to be specified on
1257     the function as well, so the function is never inlined into any caller.
1258     Only functions with the ``alwaysinline`` attribute are valid
1259     candidates for inlining into the body of this function.
1260 ``optsize``
1261     This attribute suggests that optimization passes and code generator
1262     passes make choices that keep the code size of this function low,
1263     and otherwise do optimizations specifically to reduce code size as
1264     long as they do not significantly impact runtime performance.
1265 ``readnone``
1266     On a function, this attribute indicates that the function computes its
1267     result (or decides to unwind an exception) based strictly on its arguments,
1268     without dereferencing any pointer arguments or otherwise accessing
1269     any mutable state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
1270     caller functions. It does not write through any pointer arguments
1271     (including ``byval`` arguments) and never changes any state visible
1272     to callers. This means that it cannot unwind exceptions by calling
1273     the ``C++`` exception throwing methods.
1274
1275     On an argument, this attribute indicates that the function does not
1276     dereference that pointer argument, even though it may read or write the
1277     memory that the pointer points to if accessed through other pointers.
1278 ``readonly``
1279     On a function, this attribute indicates that the function does not write
1280     through any pointer arguments (including ``byval`` arguments) or otherwise
1281     modify any state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
1282     caller functions. It may dereference pointer arguments and read
1283     state that may be set in the caller. A readonly function always
1284     returns the same value (or unwinds an exception identically) when
1285     called with the same set of arguments and global state. It cannot
1286     unwind an exception by calling the ``C++`` exception throwing
1287     methods.
1288
1289     On an argument, this attribute indicates that the function does not write
1290     through this pointer argument, even though it may write to the memory that
1291     the pointer points to.
1292 ``returns_twice``
1293     This attribute indicates that this function can return twice. The C
1294     ``setjmp`` is an example of such a function. The compiler disables
1295     some optimizations (like tail calls) in the caller of these
1296     functions.
1297 ``sanitize_address``
1298     This attribute indicates that AddressSanitizer checks
1299     (dynamic address safety analysis) are enabled for this function.
1300 ``sanitize_memory``
1301     This attribute indicates that MemorySanitizer checks (dynamic detection
1302     of accesses to uninitialized memory) are enabled for this function.
1303 ``sanitize_thread``
1304     This attribute indicates that ThreadSanitizer checks
1305     (dynamic thread safety analysis) are enabled for this function.
1306 ``ssp``
1307     This attribute indicates that the function should emit a stack
1308     smashing protector. It is in the form of a "canary" --- a random value
1309     placed on the stack before the local variables that's checked upon
1310     return from the function to see if it has been overwritten. A
1311     heuristic is used to determine if a function needs stack protectors
1312     or not. The heuristic used will enable protectors for functions with:
1313
1314     - Character arrays larger than ``ssp-buffer-size`` (default 8).
1315     - Aggregates containing character arrays larger than ``ssp-buffer-size``.
1316     - Calls to alloca() with variable sizes or constant sizes greater than
1317       ``ssp-buffer-size``.
1318
1319     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1320     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1321
1322     If a function that has an ``ssp`` attribute is inlined into a
1323     function that doesn't have an ``ssp`` attribute, then the resulting
1324     function will have an ``ssp`` attribute.
1325 ``sspreq``
1326     This attribute indicates that the function should *always* emit a
1327     stack smashing protector. This overrides the ``ssp`` function
1328     attribute.
1329
1330     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1331     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1332     The specific layout rules are:
1333
1334     #. Large arrays and structures containing large arrays
1335        (``>= ssp-buffer-size``) are closest to the stack protector.
1336     #. Small arrays and structures containing small arrays
1337        (``< ssp-buffer-size``) are 2nd closest to the protector.
1338     #. Variables that have had their address taken are 3rd closest to the
1339        protector.
1340
1341     If a function that has an ``sspreq`` attribute is inlined into a
1342     function that doesn't have an ``sspreq`` attribute or which has an
1343     ``ssp`` or ``sspstrong`` attribute, then the resulting function will have
1344     an ``sspreq`` attribute.
1345 ``sspstrong``
1346     This attribute indicates that the function should emit a stack smashing
1347     protector. This attribute causes a strong heuristic to be used when
1348     determining if a function needs stack protectors.  The strong heuristic
1349     will enable protectors for functions with:
1350
1351     - Arrays of any size and type
1352     - Aggregates containing an array of any size and type.
1353     - Calls to alloca().
1354     - Local variables that have had their address taken.
1355
1356     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1357     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1358     The specific layout rules are:
1359
1360     #. Large arrays and structures containing large arrays
1361        (``>= ssp-buffer-size``) are closest to the stack protector.
1362     #. Small arrays and structures containing small arrays
1363        (``< ssp-buffer-size``) are 2nd closest to the protector.
1364     #. Variables that have had their address taken are 3rd closest to the
1365        protector.
1366
1367     This overrides the ``ssp`` function attribute.
1368
1369     If a function that has an ``sspstrong`` attribute is inlined into a
1370     function that doesn't have an ``sspstrong`` attribute, then the
1371     resulting function will have an ``sspstrong`` attribute.
1372 ``uwtable``
1373     This attribute indicates that the ABI being targeted requires that
1374     an unwind table entry be produce for this function even if we can
1375     show that no exceptions passes by it. This is normally the case for
1376     the ELF x86-64 abi, but it can be disabled for some compilation
1377     units.
1378
1379 .. _moduleasm:
1380
1381 Module-Level Inline Assembly
1382 ----------------------------
1383
1384 Modules may contain "module-level inline asm" blocks, which corresponds
1385 to the GCC "file scope inline asm" blocks. These blocks are internally
1386 concatenated by LLVM and treated as a single unit, but may be separated
1387 in the ``.ll`` file if desired. The syntax is very simple:
1388
1389 .. code-block:: llvm
1390
1391     module asm "inline asm code goes here"
1392     module asm "more can go here"
1393
1394 The strings can contain any character by escaping non-printable
1395 characters. The escape sequence used is simply "\\xx" where "xx" is the
1396 two digit hex code for the number.
1397
1398 The inline asm code is simply printed to the machine code .s file when
1399 assembly code is generated.
1400
1401 .. _langref_datalayout:
1402
1403 Data Layout
1404 -----------
1405
1406 A module may specify a target specific data layout string that specifies
1407 how data is to be laid out in memory. The syntax for the data layout is
1408 simply:
1409
1410 .. code-block:: llvm
1411
1412     target datalayout = "layout specification"
1413
1414 The *layout specification* consists of a list of specifications
1415 separated by the minus sign character ('-'). Each specification starts
1416 with a letter and may include other information after the letter to
1417 define some aspect of the data layout. The specifications accepted are
1418 as follows:
1419
1420 ``E``
1421     Specifies that the target lays out data in big-endian form. That is,
1422     the bits with the most significance have the lowest address
1423     location.
1424 ``e``
1425     Specifies that the target lays out data in little-endian form. That
1426     is, the bits with the least significance have the lowest address
1427     location.
1428 ``S<size>``
1429     Specifies the natural alignment of the stack in bits. Alignment
1430     promotion of stack variables is limited to the natural stack
1431     alignment to avoid dynamic stack realignment. The stack alignment
1432     must be a multiple of 8-bits. If omitted, the natural stack
1433     alignment defaults to "unspecified", which does not prevent any
1434     alignment promotions.
1435 ``p[n]:<size>:<abi>:<pref>``
1436     This specifies the *size* of a pointer and its ``<abi>`` and
1437     ``<pref>``\erred alignments for address space ``n``. All sizes are in
1438     bits. The address space, ``n`` is optional, and if not specified,
1439     denotes the default address space 0.  The value of ``n`` must be
1440     in the range [1,2^23).
1441 ``i<size>:<abi>:<pref>``
1442     This specifies the alignment for an integer type of a given bit
1443     ``<size>``. The value of ``<size>`` must be in the range [1,2^23).
1444 ``v<size>:<abi>:<pref>``
1445     This specifies the alignment for a vector type of a given bit
1446     ``<size>``.
1447 ``f<size>:<abi>:<pref>``
1448     This specifies the alignment for a floating point type of a given bit
1449     ``<size>``. Only values of ``<size>`` that are supported by the target
1450     will work. 32 (float) and 64 (double) are supported on all targets; 80
1451     or 128 (different flavors of long double) are also supported on some
1452     targets.
1453 ``a:<abi>:<pref>``
1454     This specifies the alignment for an object of aggregate type.
1455 ``m:<mangling>``
1456     If present, specifies that llvm names are mangled in the output. The
1457     options are
1458
1459     * ``e``: ELF mangling: Private symbols get a ``.L`` prefix.
1460     * ``m``: Mips mangling: Private symbols get a ``$`` prefix.
1461     * ``o``: Mach-O mangling: Private symbols get ``L`` prefix. Other
1462       symbols get a ``_`` prefix.
1463     * ``w``: Windows COFF prefix:  Similar to Mach-O, but stdcall and fastcall
1464       functions also get a suffix based on the frame size.
1465 ``n<size1>:<size2>:<size3>...``
1466     This specifies a set of native integer widths for the target CPU in
1467     bits. For example, it might contain ``n32`` for 32-bit PowerPC,
1468     ``n32:64`` for PowerPC 64, or ``n8:16:32:64`` for X86-64. Elements of
1469     this set are considered to support most general arithmetic operations
1470     efficiently.
1471
1472 On every specification that takes a ``<abi>:<pref>``, specifying the
1473 ``<pref>`` alignment is optional. If omitted, the preceding ``:``
1474 should be omitted too and ``<pref>`` will be equal to ``<abi>``.
1475
1476 When constructing the data layout for a given target, LLVM starts with a
1477 default set of specifications which are then (possibly) overridden by
1478 the specifications in the ``datalayout`` keyword. The default
1479 specifications are given in this list:
1480
1481 -  ``E`` - big endian
1482 -  ``p:64:64:64`` - 64-bit pointers with 64-bit alignment.
1483 -  ``p[n]:64:64:64`` - Other address spaces are assumed to be the
1484    same as the default address space.
1485 -  ``S0`` - natural stack alignment is unspecified
1486 -  ``i1:8:8`` - i1 is 8-bit (byte) aligned
1487 -  ``i8:8:8`` - i8 is 8-bit (byte) aligned
1488 -  ``i16:16:16`` - i16 is 16-bit aligned
1489 -  ``i32:32:32`` - i32 is 32-bit aligned
1490 -  ``i64:32:64`` - i64 has ABI alignment of 32-bits but preferred
1491    alignment of 64-bits
1492 -  ``f16:16:16`` - half is 16-bit aligned
1493 -  ``f32:32:32`` - float is 32-bit aligned
1494 -  ``f64:64:64`` - double is 64-bit aligned
1495 -  ``f128:128:128`` - quad is 128-bit aligned
1496 -  ``v64:64:64`` - 64-bit vector is 64-bit aligned
1497 -  ``v128:128:128`` - 128-bit vector is 128-bit aligned
1498 -  ``a:0:64`` - aggregates are 64-bit aligned
1499
1500 When LLVM is determining the alignment for a given type, it uses the
1501 following rules:
1502
1503 #. If the type sought is an exact match for one of the specifications,
1504    that specification is used.
1505 #. If no match is found, and the type sought is an integer type, then
1506    the smallest integer type that is larger than the bitwidth of the
1507    sought type is used. If none of the specifications are larger than
1508    the bitwidth then the largest integer type is used. For example,
1509    given the default specifications above, the i7 type will use the
1510    alignment of i8 (next largest) while both i65 and i256 will use the
1511    alignment of i64 (largest specified).
1512 #. If no match is found, and the type sought is a vector type, then the
1513    largest vector type that is smaller than the sought vector type will
1514    be used as a fall back. This happens because <128 x double> can be
1515    implemented in terms of 64 <2 x double>, for example.
1516
1517 The function of the data layout string may not be what you expect.
1518 Notably, this is not a specification from the frontend of what alignment
1519 the code generator should use.
1520
1521 Instead, if specified, the target data layout is required to match what
1522 the ultimate *code generator* expects. This string is used by the
1523 mid-level optimizers to improve code, and this only works if it matches
1524 what the ultimate code generator uses. If you would like to generate IR
1525 that does not embed this target-specific detail into the IR, then you
1526 don't have to specify the string. This will disable some optimizations
1527 that require precise layout information, but this also prevents those
1528 optimizations from introducing target specificity into the IR.
1529
1530 .. _langref_triple:
1531
1532 Target Triple
1533 -------------
1534
1535 A module may specify a target triple string that describes the target
1536 host. The syntax for the target triple is simply:
1537
1538 .. code-block:: llvm
1539
1540     target triple = "x86_64-apple-macosx10.7.0"
1541
1542 The *target triple* string consists of a series of identifiers delimited
1543 by the minus sign character ('-'). The canonical forms are:
1544
1545 ::
1546
1547     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM
1548     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM-ENVIRONMENT
1549
1550 This information is passed along to the backend so that it generates
1551 code for the proper architecture. It's possible to override this on the
1552 command line with the ``-mtriple`` command line option.
1553
1554 .. _pointeraliasing:
1555
1556 Pointer Aliasing Rules
1557 ----------------------
1558
1559 Any memory access must be done through a pointer value associated with
1560 an address range of the memory access, otherwise the behavior is
1561 undefined. Pointer values are associated with address ranges according
1562 to the following rules:
1563
1564 -  A pointer value is associated with the addresses associated with any
1565    value it is *based* on.
1566 -  An address of a global variable is associated with the address range
1567    of the variable's storage.
1568 -  The result value of an allocation instruction is associated with the
1569    address range of the allocated storage.
1570 -  A null pointer in the default address-space is associated with no
1571    address.
1572 -  An integer constant other than zero or a pointer value returned from
1573    a function not defined within LLVM may be associated with address
1574    ranges allocated through mechanisms other than those provided by
1575    LLVM. Such ranges shall not overlap with any ranges of addresses
1576    allocated by mechanisms provided by LLVM.
1577
1578 A pointer value is *based* on another pointer value according to the
1579 following rules:
1580
1581 -  A pointer value formed from a ``getelementptr`` operation is *based*
1582    on the first operand of the ``getelementptr``.
1583 -  The result value of a ``bitcast`` is *based* on the operand of the
1584    ``bitcast``.
1585 -  A pointer value formed by an ``inttoptr`` is *based* on all pointer
1586    values that contribute (directly or indirectly) to the computation of
1587    the pointer's value.
1588 -  The "*based* on" relationship is transitive.
1589
1590 Note that this definition of *"based"* is intentionally similar to the
1591 definition of *"based"* in C99, though it is slightly weaker.
1592
1593 LLVM IR does not associate types with memory. The result type of a
1594 ``load`` merely indicates the size and alignment of the memory from
1595 which to load, as well as the interpretation of the value. The first
1596 operand type of a ``store`` similarly only indicates the size and
1597 alignment of the store.
1598
1599 Consequently, type-based alias analysis, aka TBAA, aka
1600 ``-fstrict-aliasing``, is not applicable to general unadorned LLVM IR.
1601 :ref:`Metadata <metadata>` may be used to encode additional information
1602 which specialized optimization passes may use to implement type-based
1603 alias analysis.
1604
1605 .. _volatile:
1606
1607 Volatile Memory Accesses
1608 ------------------------
1609
1610 Certain memory accesses, such as :ref:`load <i_load>`'s,
1611 :ref:`store <i_store>`'s, and :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>`'s may be
1612 marked ``volatile``. The optimizers must not change the number of
1613 volatile operations or change their order of execution relative to other
1614 volatile operations. The optimizers *may* change the order of volatile
1615 operations relative to non-volatile operations. This is not Java's
1616 "volatile" and has no cross-thread synchronization behavior.
1617
1618 IR-level volatile loads and stores cannot safely be optimized into
1619 llvm.memcpy or llvm.memmove intrinsics even when those intrinsics are
1620 flagged volatile. Likewise, the backend should never split or merge
1621 target-legal volatile load/store instructions.
1622
1623 .. admonition:: Rationale
1624
1625  Platforms may rely on volatile loads and stores of natively supported
1626  data width to be executed as single instruction. For example, in C
1627  this holds for an l-value of volatile primitive type with native
1628  hardware support, but not necessarily for aggregate types. The
1629  frontend upholds these expectations, which are intentionally
1630  unspecified in the IR. The rules above ensure that IR transformation
1631  do not violate the frontend's contract with the language.
1632
1633 .. _memmodel:
1634
1635 Memory Model for Concurrent Operations
1636 --------------------------------------
1637
1638 The LLVM IR does not define any way to start parallel threads of
1639 execution or to register signal handlers. Nonetheless, there are
1640 platform-specific ways to create them, and we define LLVM IR's behavior
1641 in their presence. This model is inspired by the C++0x memory model.
1642
1643 For a more informal introduction to this model, see the :doc:`Atomics`.
1644
1645 We define a *happens-before* partial order as the least partial order
1646 that
1647
1648 -  Is a superset of single-thread program order, and
1649 -  When a *synchronizes-with* ``b``, includes an edge from ``a`` to
1650    ``b``. *Synchronizes-with* pairs are introduced by platform-specific
1651    techniques, like pthread locks, thread creation, thread joining,
1652    etc., and by atomic instructions. (See also :ref:`Atomic Memory Ordering
1653    Constraints <ordering>`).
1654
1655 Note that program order does not introduce *happens-before* edges
1656 between a thread and signals executing inside that thread.
1657
1658 Every (defined) read operation (load instructions, memcpy, atomic
1659 loads/read-modify-writes, etc.) R reads a series of bytes written by
1660 (defined) write operations (store instructions, atomic
1661 stores/read-modify-writes, memcpy, etc.). For the purposes of this
1662 section, initialized globals are considered to have a write of the
1663 initializer which is atomic and happens before any other read or write
1664 of the memory in question. For each byte of a read R, R\ :sub:`byte`
1665 may see any write to the same byte, except:
1666
1667 -  If write\ :sub:`1`  happens before write\ :sub:`2`, and
1668    write\ :sub:`2` happens before R\ :sub:`byte`, then
1669    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`1`.
1670 -  If R\ :sub:`byte` happens before write\ :sub:`3`, then
1671    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`3`.
1672
1673 Given that definition, R\ :sub:`byte` is defined as follows:
1674
1675 -  If R is volatile, the result is target-dependent. (Volatile is
1676    supposed to give guarantees which can support ``sig_atomic_t`` in
1677    C/C++, and may be used for accesses to addresses that do not behave
1678    like normal memory. It does not generally provide cross-thread
1679    synchronization.)
1680 -  Otherwise, if there is no write to the same byte that happens before
1681    R\ :sub:`byte`, R\ :sub:`byte` returns ``undef`` for that byte.
1682 -  Otherwise, if R\ :sub:`byte` may see exactly one write,
1683    R\ :sub:`byte` returns the value written by that write.
1684 -  Otherwise, if R is atomic, and all the writes R\ :sub:`byte` may
1685    see are atomic, it chooses one of the values written. See the :ref:`Atomic
1686    Memory Ordering Constraints <ordering>` section for additional
1687    constraints on how the choice is made.
1688 -  Otherwise R\ :sub:`byte` returns ``undef``.
1689
1690 R returns the value composed of the series of bytes it read. This
1691 implies that some bytes within the value may be ``undef`` **without**
1692 the entire value being ``undef``. Note that this only defines the
1693 semantics of the operation; it doesn't mean that targets will emit more
1694 than one instruction to read the series of bytes.
1695
1696 Note that in cases where none of the atomic intrinsics are used, this
1697 model places only one restriction on IR transformations on top of what
1698 is required for single-threaded execution: introducing a store to a byte
1699 which might not otherwise be stored is not allowed in general.
1700 (Specifically, in the case where another thread might write to and read
1701 from an address, introducing a store can change a load that may see
1702 exactly one write into a load that may see multiple writes.)
1703
1704 .. _ordering:
1705
1706 Atomic Memory Ordering Constraints
1707 ----------------------------------
1708
1709 Atomic instructions (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>`,
1710 :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`, :ref:`fence <i_fence>`,
1711 :ref:`atomic load <i_load>`, and :ref:`atomic store <i_store>`) take
1712 ordering parameters that determine which other atomic instructions on
1713 the same address they *synchronize with*. These semantics are borrowed
1714 from Java and C++0x, but are somewhat more colloquial. If these
1715 descriptions aren't precise enough, check those specs (see spec
1716 references in the :doc:`atomics guide <Atomics>`).
1717 :ref:`fence <i_fence>` instructions treat these orderings somewhat
1718 differently since they don't take an address. See that instruction's
1719 documentation for details.
1720
1721 For a simpler introduction to the ordering constraints, see the
1722 :doc:`Atomics`.
1723
1724 ``unordered``
1725     The set of values that can be read is governed by the happens-before
1726     partial order. A value cannot be read unless some operation wrote
1727     it. This is intended to provide a guarantee strong enough to model
1728     Java's non-volatile shared variables. This ordering cannot be
1729     specified for read-modify-write operations; it is not strong enough
1730     to make them atomic in any interesting way.
1731 ``monotonic``
1732     In addition to the guarantees of ``unordered``, there is a single
1733     total order for modifications by ``monotonic`` operations on each
1734     address. All modification orders must be compatible with the
1735     happens-before order. There is no guarantee that the modification
1736     orders can be combined to a global total order for the whole program
1737     (and this often will not be possible). The read in an atomic
1738     read-modify-write operation (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>` and
1739     :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`) reads the value in the modification
1740     order immediately before the value it writes. If one atomic read
1741     happens before another atomic read of the same address, the later
1742     read must see the same value or a later value in the address's
1743     modification order. This disallows reordering of ``monotonic`` (or
1744     stronger) operations on the same address. If an address is written
1745     ``monotonic``-ally by one thread, and other threads ``monotonic``-ally
1746     read that address repeatedly, the other threads must eventually see
1747     the write. This corresponds to the C++0x/C1x
1748     ``memory_order_relaxed``.
1749 ``acquire``
1750     In addition to the guarantees of ``monotonic``, a
1751     *synchronizes-with* edge may be formed with a ``release`` operation.
1752     This is intended to model C++'s ``memory_order_acquire``.
1753 ``release``
1754     In addition to the guarantees of ``monotonic``, if this operation
1755     writes a value which is subsequently read by an ``acquire``
1756     operation, it *synchronizes-with* that operation. (This isn't a
1757     complete description; see the C++0x definition of a release
1758     sequence.) This corresponds to the C++0x/C1x
1759     ``memory_order_release``.
1760 ``acq_rel`` (acquire+release)
1761     Acts as both an ``acquire`` and ``release`` operation on its
1762     address. This corresponds to the C++0x/C1x ``memory_order_acq_rel``.
1763 ``seq_cst`` (sequentially consistent)
1764     In addition to the guarantees of ``acq_rel`` (``acquire`` for an
1765     operation that only reads, ``release`` for an operation that only
1766     writes), there is a global total order on all
1767     sequentially-consistent operations on all addresses, which is
1768     consistent with the *happens-before* partial order and with the
1769     modification orders of all the affected addresses. Each
1770     sequentially-consistent read sees the last preceding write to the
1771     same address in this global order. This corresponds to the C++0x/C1x
1772     ``memory_order_seq_cst`` and Java volatile.
1773
1774 .. _singlethread:
1775
1776 If an atomic operation is marked ``singlethread``, it only *synchronizes
1777 with* or participates in modification and seq\_cst total orderings with
1778 other operations running in the same thread (for example, in signal
1779 handlers).
1780
1781 .. _fastmath:
1782
1783 Fast-Math Flags
1784 ---------------
1785
1786 LLVM IR floating-point binary ops (:ref:`fadd <i_fadd>`,
1787 :ref:`fsub <i_fsub>`, :ref:`fmul <i_fmul>`, :ref:`fdiv <i_fdiv>`,
1788 :ref:`frem <i_frem>`) have the following flags that can be set to enable
1789 otherwise unsafe floating point operations
1790
1791 ``nnan``
1792    No NaNs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
1793    NaN. Such optimizations are required to retain defined behavior over
1794    NaNs, but the value of the result is undefined.
1795
1796 ``ninf``
1797    No Infs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
1798    +/-Inf. Such optimizations are required to retain defined behavior over
1799    +/-Inf, but the value of the result is undefined.
1800
1801 ``nsz``
1802    No Signed Zeros - Allow optimizations to treat the sign of a zero
1803    argument or result as insignificant.
1804
1805 ``arcp``
1806    Allow Reciprocal - Allow optimizations to use the reciprocal of an
1807    argument rather than perform division.
1808
1809 ``fast``
1810    Fast - Allow algebraically equivalent transformations that may
1811    dramatically change results in floating point (e.g. reassociate). This
1812    flag implies all the others.
1813
1814 .. _uselistorder:
1815
1816 Use-list Order Directives
1817 -------------------------
1818
1819 Use-list directives encode the in-memory order of each use-list, allowing the
1820 order to be recreated.  ``<order-indexes>`` is a comma-separated list of
1821 indexes that are assigned to the referenced value's uses.  The referenced
1822 value's use-list is immediately sorted by these indexes.
1823
1824 Use-list directives may appear at function scope or global scope.  They are not
1825 instructions, and have no effect on the semantics of the IR.  When they're at
1826 function scope, they must appear after the terminator of the final basic block.
1827
1828 If basic blocks have their address taken via ``blockaddress()`` expressions,
1829 ``uselistorder_bb`` can be used to reorder their use-lists from outside their
1830 function's scope.
1831
1832 :Syntax:
1833
1834 ::
1835
1836     uselistorder <ty> <value>, { <order-indexes> }
1837     uselistorder_bb @function, %block { <order-indexes> }
1838
1839 :Examples:
1840
1841 ::
1842
1843     define void @foo(i32 %arg1, i32 %arg2) {
1844     entry:
1845       ; ... instructions ...
1846     bb:
1847       ; ... instructions ...
1848
1849       ; At function scope.
1850       uselistorder i32 %arg1, { 1, 0, 2 }
1851       uselistorder label %bb, { 1, 0 }
1852     }
1853
1854     ; At global scope.
1855     uselistorder i32* @global, { 1, 2, 0 }
1856     uselistorder i32 7, { 1, 0 }
1857     uselistorder i32 (i32) @bar, { 1, 0 }
1858     uselistorder_bb @foo, %bb, { 5, 1, 3, 2, 0, 4 }
1859
1860 .. _typesystem:
1861
1862 Type System
1863 ===========
1864
1865 The LLVM type system is one of the most important features of the
1866 intermediate representation. Being typed enables a number of
1867 optimizations to be performed on the intermediate representation
1868 directly, without having to do extra analyses on the side before the
1869 transformation. A strong type system makes it easier to read the
1870 generated code and enables novel analyses and transformations that are
1871 not feasible to perform on normal three address code representations.
1872
1873 .. _t_void:
1874
1875 Void Type
1876 ---------
1877
1878 :Overview:
1879
1880
1881 The void type does not represent any value and has no size.
1882
1883 :Syntax:
1884
1885
1886 ::
1887
1888       void
1889
1890
1891 .. _t_function:
1892
1893 Function Type
1894 -------------
1895
1896 :Overview:
1897
1898
1899 The function type can be thought of as a function signature. It consists of a
1900 return type and a list of formal parameter types. The return type of a function
1901 type is a void type or first class type --- except for :ref:`label <t_label>`
1902 and :ref:`metadata <t_metadata>` types.
1903
1904 :Syntax:
1905
1906 ::
1907
1908       <returntype> (<parameter list>)
1909
1910 ...where '``<parameter list>``' is a comma-separated list of type
1911 specifiers. Optionally, the parameter list may include a type ``...``, which
1912 indicates that the function takes a variable number of arguments.  Variable
1913 argument functions can access their arguments with the :ref:`variable argument
1914 handling intrinsic <int_varargs>` functions.  '``<returntype>``' is any type
1915 except :ref:`label <t_label>` and :ref:`metadata <t_metadata>`.
1916
1917 :Examples:
1918
1919 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1920 | ``i32 (i32)``                   | function taking an ``i32``, returning an ``i32``                                                                                                                    |
1921 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1922 | ``float (i16, i32 *) *``        | :ref:`Pointer <t_pointer>` to a function that takes an ``i16`` and a :ref:`pointer <t_pointer>` to ``i32``, returning ``float``.                                    |
1923 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1924 | ``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. |
1925 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1926 | ``{i32, i32} (i32)``            | A function taking an ``i32``, returning a :ref:`structure <t_struct>` containing two ``i32`` values                                                                 |
1927 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1928
1929 .. _t_firstclass:
1930
1931 First Class Types
1932 -----------------
1933
1934 The :ref:`first class <t_firstclass>` types are perhaps the most important.
1935 Values of these types are the only ones which can be produced by
1936 instructions.
1937
1938 .. _t_single_value:
1939
1940 Single Value Types
1941 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1942
1943 These are the types that are valid in registers from CodeGen's perspective.
1944
1945 .. _t_integer:
1946
1947 Integer Type
1948 """"""""""""
1949
1950 :Overview:
1951
1952 The integer type is a very simple type that simply specifies an
1953 arbitrary bit width for the integer type desired. Any bit width from 1
1954 bit to 2\ :sup:`23`\ -1 (about 8 million) can be specified.
1955
1956 :Syntax:
1957
1958 ::
1959
1960       iN
1961
1962 The number of bits the integer will occupy is specified by the ``N``
1963 value.
1964
1965 Examples:
1966 *********
1967
1968 +----------------+------------------------------------------------+
1969 | ``i1``         | a single-bit integer.                          |
1970 +----------------+------------------------------------------------+
1971 | ``i32``        | a 32-bit integer.                              |
1972 +----------------+------------------------------------------------+
1973 | ``i1942652``   | a really big integer of over 1 million bits.   |
1974 +----------------+------------------------------------------------+
1975
1976 .. _t_floating:
1977
1978 Floating Point Types
1979 """"""""""""""""""""
1980
1981 .. list-table::
1982    :header-rows: 1
1983
1984    * - Type
1985      - Description
1986
1987    * - ``half``
1988      - 16-bit floating point value
1989
1990    * - ``float``
1991      - 32-bit floating point value
1992
1993    * - ``double``
1994      - 64-bit floating point value
1995
1996    * - ``fp128``
1997      - 128-bit floating point value (112-bit mantissa)
1998
1999    * - ``x86_fp80``
2000      -  80-bit floating point value (X87)
2001
2002    * - ``ppc_fp128``
2003      - 128-bit floating point value (two 64-bits)
2004
2005 X86_mmx Type
2006 """"""""""""
2007
2008 :Overview:
2009
2010 The x86_mmx type represents a value held in an MMX register on an x86
2011 machine. The operations allowed on it are quite limited: parameters and
2012 return values, load and store, and bitcast. User-specified MMX
2013 instructions are represented as intrinsic or asm calls with arguments
2014 and/or results of this type. There are no arrays, vectors or constants
2015 of this type.
2016
2017 :Syntax:
2018
2019 ::
2020
2021       x86_mmx
2022
2023
2024 .. _t_pointer:
2025
2026 Pointer Type
2027 """"""""""""
2028
2029 :Overview:
2030
2031 The pointer type is used to specify memory locations. Pointers are
2032 commonly used to reference objects in memory.
2033
2034 Pointer types may have an optional address space attribute defining the
2035 numbered address space where the pointed-to object resides. The default
2036 address space is number zero. The semantics of non-zero address spaces
2037 are target-specific.
2038
2039 Note that LLVM does not permit pointers to void (``void*``) nor does it
2040 permit pointers to labels (``label*``). Use ``i8*`` instead.
2041
2042 :Syntax:
2043
2044 ::
2045
2046       <type> *
2047
2048 :Examples:
2049
2050 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2051 | ``[4 x i32]*``          | A :ref:`pointer <t_pointer>` to :ref:`array <t_array>` of four ``i32`` values.                               |
2052 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2053 | ``i32 (i32*) *``        | A :ref:`pointer <t_pointer>` to a :ref:`function <t_function>` that takes an ``i32*``, returning an ``i32``. |
2054 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2055 | ``i32 addrspace(5)*``   | A :ref:`pointer <t_pointer>` to an ``i32`` value that resides in address space #5.                           |
2056 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2057
2058 .. _t_vector:
2059
2060 Vector Type
2061 """""""""""
2062
2063 :Overview:
2064
2065 A vector type is a simple derived type that represents a vector of
2066 elements. Vector types are used when multiple primitive data are
2067 operated in parallel using a single instruction (SIMD). A vector type
2068 requires a size (number of elements) and an underlying primitive data
2069 type. Vector types are considered :ref:`first class <t_firstclass>`.
2070
2071 :Syntax:
2072
2073 ::
2074
2075       < <# elements> x <elementtype> >
2076
2077 The number of elements is a constant integer value larger than 0;
2078 elementtype may be any integer, floating point or pointer type. Vectors
2079 of size zero are not allowed.
2080
2081 :Examples:
2082
2083 +-------------------+--------------------------------------------------+
2084 | ``<4 x i32>``     | Vector of 4 32-bit integer values.               |
2085 +-------------------+--------------------------------------------------+
2086 | ``<8 x float>``   | Vector of 8 32-bit floating-point values.        |
2087 +-------------------+--------------------------------------------------+
2088 | ``<2 x i64>``     | Vector of 2 64-bit integer values.               |
2089 +-------------------+--------------------------------------------------+
2090 | ``<4 x i64*>``    | Vector of 4 pointers to 64-bit integer values.   |
2091 +-------------------+--------------------------------------------------+
2092
2093 .. _t_label:
2094
2095 Label Type
2096 ^^^^^^^^^^
2097
2098 :Overview:
2099
2100 The label type represents code labels.
2101
2102 :Syntax:
2103
2104 ::
2105
2106       label
2107
2108 .. _t_metadata:
2109
2110 Metadata Type
2111 ^^^^^^^^^^^^^
2112
2113 :Overview:
2114
2115 The metadata type represents embedded metadata. No derived types may be
2116 created from metadata except for :ref:`function <t_function>` arguments.
2117
2118 :Syntax:
2119
2120 ::
2121
2122       metadata
2123
2124 .. _t_aggregate:
2125
2126 Aggregate Types
2127 ^^^^^^^^^^^^^^^
2128
2129 Aggregate Types are a subset of derived types that can contain multiple
2130 member types. :ref:`Arrays <t_array>` and :ref:`structs <t_struct>` are
2131 aggregate types. :ref:`Vectors <t_vector>` are not considered to be
2132 aggregate types.
2133
2134 .. _t_array:
2135
2136 Array Type
2137 """"""""""
2138
2139 :Overview:
2140
2141 The array type is a very simple derived type that arranges elements
2142 sequentially in memory. The array type requires a size (number of
2143 elements) and an underlying data type.
2144
2145 :Syntax:
2146
2147 ::
2148
2149       [<# elements> x <elementtype>]
2150
2151 The number of elements is a constant integer value; ``elementtype`` may
2152 be any type with a size.
2153
2154 :Examples:
2155
2156 +------------------+--------------------------------------+
2157 | ``[40 x i32]``   | Array of 40 32-bit integer values.   |
2158 +------------------+--------------------------------------+
2159 | ``[41 x i32]``   | Array of 41 32-bit integer values.   |
2160 +------------------+--------------------------------------+
2161 | ``[4 x i8]``     | Array of 4 8-bit integer values.     |
2162 +------------------+--------------------------------------+
2163
2164 Here are some examples of multidimensional arrays:
2165
2166 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2167 | ``[3 x [4 x i32]]``         | 3x4 array of 32-bit integer values.                      |
2168 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2169 | ``[12 x [10 x float]]``     | 12x10 array of single precision floating point values.   |
2170 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2171 | ``[2 x [3 x [4 x i16]]]``   | 2x3x4 array of 16-bit integer values.                    |
2172 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2173
2174 There is no restriction on indexing beyond the end of the array implied
2175 by a static type (though there are restrictions on indexing beyond the
2176 bounds of an allocated object in some cases). This means that
2177 single-dimension 'variable sized array' addressing can be implemented in
2178 LLVM with a zero length array type. An implementation of 'pascal style
2179 arrays' in LLVM could use the type "``{ i32, [0 x float]}``", for
2180 example.
2181
2182 .. _t_struct:
2183
2184 Structure Type
2185 """"""""""""""
2186
2187 :Overview:
2188
2189 The structure type is used to represent a collection of data members
2190 together in memory. The elements of a structure may be any type that has
2191 a size.
2192
2193 Structures in memory are accessed using '``load``' and '``store``' by
2194 getting a pointer to a field with the '``getelementptr``' instruction.
2195 Structures in registers are accessed using the '``extractvalue``' and
2196 '``insertvalue``' instructions.
2197
2198 Structures may optionally be "packed" structures, which indicate that
2199 the alignment of the struct is one byte, and that there is no padding
2200 between the elements. In non-packed structs, padding between field types
2201 is inserted as defined by the DataLayout string in the module, which is
2202 required to match what the underlying code generator expects.
2203
2204 Structures can either be "literal" or "identified". A literal structure
2205 is defined inline with other types (e.g. ``{i32, i32}*``) whereas
2206 identified types are always defined at the top level with a name.
2207 Literal types are uniqued by their contents and can never be recursive
2208 or opaque since there is no way to write one. Identified types can be
2209 recursive, can be opaqued, and are never uniqued.
2210
2211 :Syntax:
2212
2213 ::
2214
2215       %T1 = type { <type list> }     ; Identified normal struct type
2216       %T2 = type <{ <type list> }>   ; Identified packed struct type
2217
2218 :Examples:
2219
2220 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2221 | ``{ i32, i32, i32 }``        | A triple of three ``i32`` values                                                                                                                                                      |
2222 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2223 | ``{ 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``.  |
2224 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2225 | ``<{ i8, i32 }>``            | A packed struct known to be 5 bytes in size.                                                                                                                                          |
2226 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2227
2228 .. _t_opaque:
2229
2230 Opaque Structure Types
2231 """"""""""""""""""""""
2232
2233 :Overview:
2234
2235 Opaque structure types are used to represent named structure types that
2236 do not have a body specified. This corresponds (for example) to the C
2237 notion of a forward declared structure.
2238
2239 :Syntax:
2240
2241 ::
2242
2243       %X = type opaque
2244       %52 = type opaque
2245
2246 :Examples:
2247
2248 +--------------+-------------------+
2249 | ``opaque``   | An opaque type.   |
2250 +--------------+-------------------+
2251
2252 .. _constants:
2253
2254 Constants
2255 =========
2256
2257 LLVM has several different basic types of constants. This section
2258 describes them all and their syntax.
2259
2260 Simple Constants
2261 ----------------
2262
2263 **Boolean constants**
2264     The two strings '``true``' and '``false``' are both valid constants
2265     of the ``i1`` type.
2266 **Integer constants**
2267     Standard integers (such as '4') are constants of the
2268     :ref:`integer <t_integer>` type. Negative numbers may be used with
2269     integer types.
2270 **Floating point constants**
2271     Floating point constants use standard decimal notation (e.g.
2272     123.421), exponential notation (e.g. 1.23421e+2), or a more precise
2273     hexadecimal notation (see below). The assembler requires the exact
2274     decimal value of a floating-point constant. For example, the
2275     assembler accepts 1.25 but rejects 1.3 because 1.3 is a repeating
2276     decimal in binary. Floating point constants must have a :ref:`floating
2277     point <t_floating>` type.
2278 **Null pointer constants**
2279     The identifier '``null``' is recognized as a null pointer constant
2280     and must be of :ref:`pointer type <t_pointer>`.
2281
2282 The one non-intuitive notation for constants is the hexadecimal form of
2283 floating point constants. For example, the form
2284 '``double    0x432ff973cafa8000``' is equivalent to (but harder to read
2285 than) '``double 4.5e+15``'. The only time hexadecimal floating point
2286 constants are required (and the only time that they are generated by the
2287 disassembler) is when a floating point constant must be emitted but it
2288 cannot be represented as a decimal floating point number in a reasonable
2289 number of digits. For example, NaN's, infinities, and other special
2290 values are represented in their IEEE hexadecimal format so that assembly
2291 and disassembly do not cause any bits to change in the constants.
2292
2293 When using the hexadecimal form, constants of types half, float, and
2294 double are represented using the 16-digit form shown above (which
2295 matches the IEEE754 representation for double); half and float values
2296 must, however, be exactly representable as IEEE 754 half and single
2297 precision, respectively. Hexadecimal format is always used for long
2298 double, and there are three forms of long double. The 80-bit format used
2299 by x86 is represented as ``0xK`` followed by 20 hexadecimal digits. The
2300 128-bit format used by PowerPC (two adjacent doubles) is represented by
2301 ``0xM`` followed by 32 hexadecimal digits. The IEEE 128-bit format is
2302 represented by ``0xL`` followed by 32 hexadecimal digits. Long doubles
2303 will only work if they match the long double format on your target.
2304 The IEEE 16-bit format (half precision) is represented by ``0xH``
2305 followed by 4 hexadecimal digits. All hexadecimal formats are big-endian
2306 (sign bit at the left).
2307
2308 There are no constants of type x86_mmx.
2309
2310 .. _complexconstants:
2311
2312 Complex Constants
2313 -----------------
2314
2315 Complex constants are a (potentially recursive) combination of simple
2316 constants and smaller complex constants.
2317
2318 **Structure constants**
2319     Structure constants are represented with notation similar to
2320     structure type definitions (a comma separated list of elements,
2321     surrounded by braces (``{}``)). For example:
2322     "``{ i32 4, float 17.0, i32* @G }``", where "``@G``" is declared as
2323     "``@G = external global i32``". Structure constants must have
2324     :ref:`structure type <t_struct>`, and the number and types of elements
2325     must match those specified by the type.
2326 **Array constants**
2327     Array constants are represented with notation similar to array type
2328     definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
2329     square brackets (``[]``)). For example:
2330     "``[ i32 42, i32 11, i32 74 ]``". Array constants must have
2331     :ref:`array type <t_array>`, and the number and types of elements must
2332     match those specified by the type. As a special case, character array
2333     constants may also be represented as a double-quoted string using the ``c``
2334     prefix. For example: "``c"Hello World\0A\00"``".
2335 **Vector constants**
2336     Vector constants are represented with notation similar to vector
2337     type definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
2338     less-than/greater-than's (``<>``)). For example:
2339     "``< i32 42, i32 11, i32 74, i32 100 >``". Vector constants
2340     must have :ref:`vector type <t_vector>`, and the number and types of
2341     elements must match those specified by the type.
2342 **Zero initialization**
2343     The string '``zeroinitializer``' can be used to zero initialize a
2344     value to zero of *any* type, including scalar and
2345     :ref:`aggregate <t_aggregate>` types. This is often used to avoid
2346     having to print large zero initializers (e.g. for large arrays) and
2347     is always exactly equivalent to using explicit zero initializers.
2348 **Metadata node**
2349     A metadata node is a constant tuple without types.  For example:
2350     "``!{!0, !{!2, !0}, !"test"}``".  Metadata can reference constant values,
2351     for example: "``!{!0, i32 0, i8* @global, i64 (i64)* @function, !"str"}``".
2352     Unlike other typed constants that are meant to be interpreted as part of
2353     the instruction stream, metadata is a place to attach additional
2354     information such as debug info.
2355
2356 Global Variable and Function Addresses
2357 --------------------------------------
2358
2359 The addresses of :ref:`global variables <globalvars>` and
2360 :ref:`functions <functionstructure>` are always implicitly valid
2361 (link-time) constants. These constants are explicitly referenced when
2362 the :ref:`identifier for the global <identifiers>` is used and always have
2363 :ref:`pointer <t_pointer>` type. For example, the following is a legal LLVM
2364 file:
2365
2366 .. code-block:: llvm
2367
2368     @X = global i32 17
2369     @Y = global i32 42
2370     @Z = global [2 x i32*] [ i32* @X, i32* @Y ]
2371
2372 .. _undefvalues:
2373
2374 Undefined Values
2375 ----------------
2376
2377 The string '``undef``' can be used anywhere a constant is expected, and
2378 indicates that the user of the value may receive an unspecified
2379 bit-pattern. Undefined values may be of any type (other than '``label``'
2380 or '``void``') and be used anywhere a constant is permitted.
2381
2382 Undefined values are useful because they indicate to the compiler that
2383 the program is well defined no matter what value is used. This gives the
2384 compiler more freedom to optimize. Here are some examples of
2385 (potentially surprising) transformations that are valid (in pseudo IR):
2386
2387 .. code-block:: llvm
2388
2389       %A = add %X, undef
2390       %B = sub %X, undef
2391       %C = xor %X, undef
2392     Safe:
2393       %A = undef
2394       %B = undef
2395       %C = undef
2396
2397 This is safe because all of the output bits are affected by the undef
2398 bits. Any output bit can have a zero or one depending on the input bits.
2399
2400 .. code-block:: llvm
2401
2402       %A = or %X, undef
2403       %B = and %X, undef
2404     Safe:
2405       %A = -1
2406       %B = 0
2407     Unsafe:
2408       %A = undef
2409       %B = undef
2410
2411 These logical operations have bits that are not always affected by the
2412 input. For example, if ``%X`` has a zero bit, then the output of the
2413 '``and``' operation will always be a zero for that bit, no matter what
2414 the corresponding bit from the '``undef``' is. As such, it is unsafe to
2415 optimize or assume that the result of the '``and``' is '``undef``'.
2416 However, it is safe to assume that all bits of the '``undef``' could be
2417 0, and optimize the '``and``' to 0. Likewise, it is safe to assume that
2418 all the bits of the '``undef``' operand to the '``or``' could be set,
2419 allowing the '``or``' to be folded to -1.
2420
2421 .. code-block:: llvm
2422
2423       %A = select undef, %X, %Y
2424       %B = select undef, 42, %Y
2425       %C = select %X, %Y, undef
2426     Safe:
2427       %A = %X     (or %Y)
2428       %B = 42     (or %Y)
2429       %C = %Y
2430     Unsafe:
2431       %A = undef
2432       %B = undef
2433       %C = undef
2434
2435 This set of examples shows that undefined '``select``' (and conditional
2436 branch) conditions can go *either way*, but they have to come from one
2437 of the two operands. In the ``%A`` example, if ``%X`` and ``%Y`` were
2438 both known to have a clear low bit, then ``%A`` would have to have a
2439 cleared low bit. However, in the ``%C`` example, the optimizer is
2440 allowed to assume that the '``undef``' operand could be the same as
2441 ``%Y``, allowing the whole '``select``' to be eliminated.
2442
2443 .. code-block:: llvm
2444
2445       %A = xor undef, undef
2446
2447       %B = undef
2448       %C = xor %B, %B
2449
2450       %D = undef
2451       %E = icmp slt %D, 4
2452       %F = icmp gte %D, 4
2453
2454     Safe:
2455       %A = undef
2456       %B = undef
2457       %C = undef
2458       %D = undef
2459       %E = undef
2460       %F = undef
2461
2462 This example points out that two '``undef``' operands are not
2463 necessarily the same. This can be surprising to people (and also matches
2464 C semantics) where they assume that "``X^X``" is always zero, even if
2465 ``X`` is undefined. This isn't true for a number of reasons, but the
2466 short answer is that an '``undef``' "variable" can arbitrarily change
2467 its value over its "live range". This is true because the variable
2468 doesn't actually *have a live range*. Instead, the value is logically
2469 read from arbitrary registers that happen to be around when needed, so
2470 the value is not necessarily consistent over time. In fact, ``%A`` and
2471 ``%C`` need to have the same semantics or the core LLVM "replace all
2472 uses with" concept would not hold.
2473
2474 .. code-block:: llvm
2475
2476       %A = fdiv undef, %X
2477       %B = fdiv %X, undef
2478     Safe:
2479       %A = undef
2480     b: unreachable
2481
2482 These examples show the crucial difference between an *undefined value*
2483 and *undefined behavior*. An undefined value (like '``undef``') is
2484 allowed to have an arbitrary bit-pattern. This means that the ``%A``
2485 operation can be constant folded to '``undef``', because the '``undef``'
2486 could be an SNaN, and ``fdiv`` is not (currently) defined on SNaN's.
2487 However, in the second example, we can make a more aggressive
2488 assumption: because the ``undef`` is allowed to be an arbitrary value,
2489 we are allowed to assume that it could be zero. Since a divide by zero
2490 has *undefined behavior*, we are allowed to assume that the operation
2491 does not execute at all. This allows us to delete the divide and all
2492 code after it. Because the undefined operation "can't happen", the
2493 optimizer can assume that it occurs in dead code.
2494
2495 .. code-block:: llvm
2496
2497     a:  store undef -> %X
2498     b:  store %X -> undef
2499     Safe:
2500     a: <deleted>
2501     b: unreachable
2502
2503 These examples reiterate the ``fdiv`` example: a store *of* an undefined
2504 value can be assumed to not have any effect; we can assume that the
2505 value is overwritten with bits that happen to match what was already
2506 there. However, a store *to* an undefined location could clobber
2507 arbitrary memory, therefore, it has undefined behavior.
2508
2509 .. _poisonvalues:
2510
2511 Poison Values
2512 -------------
2513
2514 Poison values are similar to :ref:`undef values <undefvalues>`, however
2515 they also represent the fact that an instruction or constant expression
2516 that cannot evoke side effects has nevertheless detected a condition
2517 that results in undefined behavior.
2518
2519 There is currently no way of representing a poison value in the IR; they
2520 only exist when produced by operations such as :ref:`add <i_add>` with
2521 the ``nsw`` flag.
2522
2523 Poison value behavior is defined in terms of value *dependence*:
2524
2525 -  Values other than :ref:`phi <i_phi>` nodes depend on their operands.
2526 -  :ref:`Phi <i_phi>` nodes depend on the operand corresponding to
2527    their dynamic predecessor basic block.
2528 -  Function arguments depend on the corresponding actual argument values
2529    in the dynamic callers of their functions.
2530 -  :ref:`Call <i_call>` instructions depend on the :ref:`ret <i_ret>`
2531    instructions that dynamically transfer control back to them.
2532 -  :ref:`Invoke <i_invoke>` instructions depend on the
2533    :ref:`ret <i_ret>`, :ref:`resume <i_resume>`, or exception-throwing
2534    call instructions that dynamically transfer control back to them.
2535 -  Non-volatile loads and stores depend on the most recent stores to all
2536    of the referenced memory addresses, following the order in the IR
2537    (including loads and stores implied by intrinsics such as
2538    :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`.)
2539 -  An instruction with externally visible side effects depends on the
2540    most recent preceding instruction with externally visible side
2541    effects, following the order in the IR. (This includes :ref:`volatile
2542    operations <volatile>`.)
2543 -  An instruction *control-depends* on a :ref:`terminator
2544    instruction <terminators>` if the terminator instruction has
2545    multiple successors and the instruction is always executed when
2546    control transfers to one of the successors, and may not be executed
2547    when control is transferred to another.
2548 -  Additionally, an instruction also *control-depends* on a terminator
2549    instruction if the set of instructions it otherwise depends on would
2550    be different if the terminator had transferred control to a different
2551    successor.
2552 -  Dependence is transitive.
2553
2554 Poison values have the same behavior as :ref:`undef values <undefvalues>`,
2555 with the additional effect that any instruction that has a *dependence*
2556 on a poison value has undefined behavior.
2557
2558 Here are some examples:
2559
2560 .. code-block:: llvm
2561
2562     entry:
2563       %poison = sub nuw i32 0, 1           ; Results in a poison value.
2564       %still_poison = and i32 %poison, 0   ; 0, but also poison.
2565       %poison_yet_again = getelementptr i32* @h, i32 %still_poison
2566       store i32 0, i32* %poison_yet_again  ; memory at @h[0] is poisoned
2567
2568       store i32 %poison, i32* @g           ; Poison value stored to memory.
2569       %poison2 = load i32* @g              ; Poison value loaded back from memory.
2570
2571       store volatile i32 %poison, i32* @g  ; External observation; undefined behavior.
2572
2573       %narrowaddr = bitcast i32* @g to i16*
2574       %wideaddr = bitcast i32* @g to i64*
2575       %poison3 = load i16* %narrowaddr     ; Returns a poison value.
2576       %poison4 = load i64* %wideaddr       ; Returns a poison value.
2577
2578       %cmp = icmp slt i32 %poison, 0       ; Returns a poison value.
2579       br i1 %cmp, label %true, label %end  ; Branch to either destination.
2580
2581     true:
2582       store volatile i32 0, i32* @g        ; This is control-dependent on %cmp, so
2583                                            ; it has undefined behavior.
2584       br label %end
2585
2586     end:
2587       %p = phi i32 [ 0, %entry ], [ 1, %true ]
2588                                            ; Both edges into this PHI are
2589                                            ; control-dependent on %cmp, so this
2590                                            ; always results in a poison value.
2591
2592       store volatile i32 0, i32* @g        ; This would depend on the store in %true
2593                                            ; if %cmp is true, or the store in %entry
2594                                            ; otherwise, so this is undefined behavior.
2595
2596       br i1 %cmp, label %second_true, label %second_end
2597                                            ; The same branch again, but this time the
2598                                            ; true block doesn't have side effects.
2599
2600     second_true:
2601       ; No side effects!
2602       ret void
2603
2604     second_end:
2605       store volatile i32 0, i32* @g        ; This time, the instruction always depends
2606                                            ; on the store in %end. Also, it is
2607                                            ; control-equivalent to %end, so this is
2608                                            ; well-defined (ignoring earlier undefined
2609                                            ; behavior in this example).
2610
2611 .. _blockaddress:
2612
2613 Addresses of Basic Blocks
2614 -------------------------
2615
2616 ``blockaddress(@function, %block)``
2617
2618 The '``blockaddress``' constant computes the address of the specified
2619 basic block in the specified function, and always has an ``i8*`` type.
2620 Taking the address of the entry block is illegal.
2621
2622 This value only has defined behavior when used as an operand to the
2623 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`' instruction, or for comparisons
2624 against null. Pointer equality tests between labels addresses results in
2625 undefined behavior --- though, again, comparison against null is ok, and
2626 no label is equal to the null pointer. This may be passed around as an
2627 opaque pointer sized value as long as the bits are not inspected. This
2628 allows ``ptrtoint`` and arithmetic to be performed on these values so
2629 long as the original value is reconstituted before the ``indirectbr``
2630 instruction.
2631
2632 Finally, some targets may provide defined semantics when using the value
2633 as the operand to an inline assembly, but that is target specific.
2634
2635 .. _constantexprs:
2636
2637 Constant Expressions
2638 --------------------
2639
2640 Constant expressions are used to allow expressions involving other
2641 constants to be used as constants. Constant expressions may be of any
2642 :ref:`first class <t_firstclass>` type and may involve any LLVM operation
2643 that does not have side effects (e.g. load and call are not supported).
2644 The following is the syntax for constant expressions:
2645
2646 ``trunc (CST to TYPE)``
2647     Truncate a constant to another type. The bit size of CST must be
2648     larger than the bit size of TYPE. Both types must be integers.
2649 ``zext (CST to TYPE)``
2650     Zero extend a constant to another type. The bit size of CST must be
2651     smaller than the bit size of TYPE. Both types must be integers.
2652 ``sext (CST to TYPE)``
2653     Sign extend a constant to another type. The bit size of CST must be
2654     smaller than the bit size of TYPE. Both types must be integers.
2655 ``fptrunc (CST to TYPE)``
2656     Truncate a floating point constant to another floating point type.
2657     The size of CST must be larger than the size of TYPE. Both types
2658     must be floating point.
2659 ``fpext (CST to TYPE)``
2660     Floating point extend a constant to another type. The size of CST
2661     must be smaller or equal to the size of TYPE. Both types must be
2662     floating point.
2663 ``fptoui (CST to TYPE)``
2664     Convert a floating point constant to the corresponding unsigned
2665     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
2666     must be of scalar or vector floating point type. Both CST and TYPE
2667     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
2668     value won't fit in the integer type, the results are undefined.
2669 ``fptosi (CST to TYPE)``
2670     Convert a floating point constant to the corresponding signed
2671     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
2672     must be of scalar or vector floating point type. Both CST and TYPE
2673     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
2674     value won't fit in the integer type, the results are undefined.
2675 ``uitofp (CST to TYPE)``
2676     Convert an unsigned integer constant to the corresponding floating
2677     point constant. TYPE must be a scalar or vector floating point type.
2678     CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
2679     be scalars, or vectors of the same number of elements. If the value
2680     won't fit in the floating point type, the results are undefined.
2681 ``sitofp (CST to TYPE)``
2682     Convert a signed integer constant to the corresponding floating
2683     point constant. TYPE must be a scalar or vector floating point type.
2684     CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
2685     be scalars, or vectors of the same number of elements. If the value
2686     won't fit in the floating point type, the results are undefined.
2687 ``ptrtoint (CST to TYPE)``
2688     Convert a pointer typed constant to the corresponding integer
2689     constant. ``TYPE`` must be an integer type. ``CST`` must be of
2690     pointer type. The ``CST`` value is zero extended, truncated, or
2691     unchanged to make it fit in ``TYPE``.
2692 ``inttoptr (CST to TYPE)``
2693     Convert an integer constant to a pointer constant. TYPE must be a
2694     pointer type. CST must be of integer type. The CST value is zero
2695     extended, truncated, or unchanged to make it fit in a pointer size.
2696     This one is *really* dangerous!
2697 ``bitcast (CST to TYPE)``
2698     Convert a constant, CST, to another TYPE. The constraints of the
2699     operands are the same as those for the :ref:`bitcast
2700     instruction <i_bitcast>`.
2701 ``addrspacecast (CST to TYPE)``
2702     Convert a constant pointer or constant vector of pointer, CST, to another
2703     TYPE in a different address space. The constraints of the operands are the
2704     same as those for the :ref:`addrspacecast instruction <i_addrspacecast>`.
2705 ``getelementptr (CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``, ``getelementptr inbounds (CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``
2706     Perform the :ref:`getelementptr operation <i_getelementptr>` on
2707     constants. As with the :ref:`getelementptr <i_getelementptr>`
2708     instruction, the index list may have zero or more indexes, which are
2709     required to make sense for the type of "CSTPTR".
2710 ``select (COND, VAL1, VAL2)``
2711     Perform the :ref:`select operation <i_select>` on constants.
2712 ``icmp COND (VAL1, VAL2)``
2713     Performs the :ref:`icmp operation <i_icmp>` on constants.
2714 ``fcmp COND (VAL1, VAL2)``
2715     Performs the :ref:`fcmp operation <i_fcmp>` on constants.
2716 ``extractelement (VAL, IDX)``
2717     Perform the :ref:`extractelement operation <i_extractelement>` on
2718     constants.
2719 ``insertelement (VAL, ELT, IDX)``
2720     Perform the :ref:`insertelement operation <i_insertelement>` on
2721     constants.
2722 ``shufflevector (VEC1, VEC2, IDXMASK)``
2723     Perform the :ref:`shufflevector operation <i_shufflevector>` on
2724     constants.
2725 ``extractvalue (VAL, IDX0, IDX1, ...)``
2726     Perform the :ref:`extractvalue operation <i_extractvalue>` on
2727     constants. The index list is interpreted in a similar manner as
2728     indices in a ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At
2729     least one index value must be specified.
2730 ``insertvalue (VAL, ELT, IDX0, IDX1, ...)``
2731     Perform the :ref:`insertvalue operation <i_insertvalue>` on constants.
2732     The index list is interpreted in a similar manner as indices in a
2733     ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At least one index
2734     value must be specified.
2735 ``OPCODE (LHS, RHS)``
2736     Perform the specified operation of the LHS and RHS constants. OPCODE
2737     may be any of the :ref:`binary <binaryops>` or :ref:`bitwise
2738     binary <bitwiseops>` operations. The constraints on operands are
2739     the same as those for the corresponding instruction (e.g. no bitwise
2740     operations on floating point values are allowed).
2741
2742 Other Values
2743 ============
2744
2745 .. _inlineasmexprs:
2746
2747 Inline Assembler Expressions
2748 ----------------------------
2749
2750 LLVM supports inline assembler expressions (as opposed to :ref:`Module-Level
2751 Inline Assembly <moduleasm>`) through the use of a special value. This
2752 value represents the inline assembler as a string (containing the
2753 instructions to emit), a list of operand constraints (stored as a
2754 string), a flag that indicates whether or not the inline asm expression
2755 has side effects, and a flag indicating whether the function containing
2756 the asm needs to align its stack conservatively. An example inline
2757 assembler expression is:
2758
2759 .. code-block:: llvm
2760
2761     i32 (i32) asm "bswap $0", "=r,r"
2762
2763 Inline assembler expressions may **only** be used as the callee operand
2764 of a :ref:`call <i_call>` or an :ref:`invoke <i_invoke>` instruction.
2765 Thus, typically we have:
2766
2767 .. code-block:: llvm
2768
2769     %X = call i32 asm "bswap $0", "=r,r"(i32 %Y)
2770
2771 Inline asms with side effects not visible in the constraint list must be
2772 marked as having side effects. This is done through the use of the
2773 '``sideeffect``' keyword, like so:
2774
2775 .. code-block:: llvm
2776
2777     call void asm sideeffect "eieio", ""()
2778
2779 In some cases inline asms will contain code that will not work unless
2780 the stack is aligned in some way, such as calls or SSE instructions on
2781 x86, yet will not contain code that does that alignment within the asm.
2782 The compiler should make conservative assumptions about what the asm
2783 might contain and should generate its usual stack alignment code in the
2784 prologue if the '``alignstack``' keyword is present:
2785
2786 .. code-block:: llvm
2787
2788     call void asm alignstack "eieio", ""()
2789
2790 Inline asms also support using non-standard assembly dialects. The
2791 assumed dialect is ATT. When the '``inteldialect``' keyword is present,
2792 the inline asm is using the Intel dialect. Currently, ATT and Intel are
2793 the only supported dialects. An example is:
2794
2795 .. code-block:: llvm
2796
2797     call void asm inteldialect "eieio", ""()
2798
2799 If multiple keywords appear the '``sideeffect``' keyword must come
2800 first, the '``alignstack``' keyword second and the '``inteldialect``'
2801 keyword last.
2802
2803 Inline Asm Metadata
2804 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2805
2806 The call instructions that wrap inline asm nodes may have a
2807 "``!srcloc``" MDNode attached to it that contains a list of constant
2808 integers. If present, the code generator will use the integer as the
2809 location cookie value when report errors through the ``LLVMContext``
2810 error reporting mechanisms. This allows a front-end to correlate backend
2811 errors that occur with inline asm back to the source code that produced
2812 it. For example:
2813
2814 .. code-block:: llvm
2815
2816     call void asm sideeffect "something bad", ""(), !srcloc !42
2817     ...
2818     !42 = !{ i32 1234567 }
2819
2820 It is up to the front-end to make sense of the magic numbers it places
2821 in the IR. If the MDNode contains multiple constants, the code generator
2822 will use the one that corresponds to the line of the asm that the error
2823 occurs on.
2824
2825 .. _metadata:
2826
2827 Metadata
2828 ========
2829
2830 LLVM IR allows metadata to be attached to instructions in the program
2831 that can convey extra information about the code to the optimizers and
2832 code generator. One example application of metadata is source-level
2833 debug information. There are two metadata primitives: strings and nodes.
2834
2835 Metadata does not have a type, and is not a value.  If referenced from a
2836 ``call`` instruction, it uses the ``metadata`` type.
2837
2838 All metadata are identified in syntax by a exclamation point ('``!``').
2839
2840 .. _metadata-string:
2841
2842 Metadata Nodes and Metadata Strings
2843 -----------------------------------
2844
2845 A metadata string is a string surrounded by double quotes. It can
2846 contain any character by escaping non-printable characters with
2847 "``\xx``" where "``xx``" is the two digit hex code. For example:
2848 "``!"test\00"``".
2849
2850 Metadata nodes are represented with notation similar to structure
2851 constants (a comma separated list of elements, surrounded by braces and
2852 preceded by an exclamation point). Metadata nodes can have any values as
2853 their operand. For example:
2854
2855 .. code-block:: llvm
2856
2857     !{ !"test\00", i32 10}
2858
2859 Metadata nodes that aren't uniqued use the ``distinct`` keyword. For example:
2860
2861 .. code-block:: llvm
2862
2863     !0 = distinct !{!"test\00", i32 10}
2864
2865 ``distinct`` nodes are useful when nodes shouldn't be merged based on their
2866 content.  They can also occur when transformations cause uniquing collisions
2867 when metadata operands change.
2868
2869 A :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` is a collection of
2870 metadata nodes, which can be looked up in the module symbol table. For
2871 example:
2872
2873 .. code-block:: llvm
2874
2875     !foo = !{!4, !3}
2876
2877 Metadata can be used as function arguments. Here ``llvm.dbg.value``
2878 function is using two metadata arguments:
2879
2880 .. code-block:: llvm
2881
2882     call void @llvm.dbg.value(metadata !24, i64 0, metadata !25)
2883
2884 Metadata can be attached with an instruction. Here metadata ``!21`` is
2885 attached to the ``add`` instruction using the ``!dbg`` identifier:
2886
2887 .. code-block:: llvm
2888
2889     %indvar.next = add i64 %indvar, 1, !dbg !21
2890
2891 More information about specific metadata nodes recognized by the
2892 optimizers and code generator is found below.
2893
2894 Specialized Metadata Nodes
2895 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2896
2897 Specialized metadata nodes are custom data structures in metadata (as opposed
2898 to generic tuples).  Their fields are labelled, and can be specified in any
2899 order.
2900
2901 These aren't inherently debug info centric, but currently all the specialized
2902 metadata nodes are related to debug info.
2903
2904 MDCompileUnit
2905 """""""""""""
2906
2907 ``MDCompileUnit`` nodes represent a compile unit.  The ``enums:``,
2908 ``retainedTypes:``, ``subprograms:``, ``globals:`` and ``imports:`` fields are
2909 tuples containing the debug info to be emitted along with the compile unit,
2910 regardless of code optimizations (some nodes are only emitted if there are
2911 references to them from instructions).
2912
2913 .. code-block:: llvm
2914
2915     !0 = !MDCompileUnit(language: DW_LANG_C99, file: !1, producer: "clang",
2916                         isOptimized: true, flags: "-O2", runtimeVersion: 2,
2917                         splitDebugFilename: "abc.debug", emissionKind: 1,
2918                         enums: !2, retainedTypes: !3, subprograms: !4,
2919                         globals: !5, imports: !6)
2920
2921 MDFile
2922 """"""
2923
2924 ``MDFile`` nodes represent files.  The ``filename:`` can include slashes.
2925
2926 .. code-block:: llvm
2927
2928     !0 = !MDFile(filename: "path/to/file", directory: "/path/to/dir")
2929
2930 .. _MDLocation:
2931
2932 MDBasicType
2933 """""""""""
2934
2935 ``MDBasicType`` nodes represent primitive types.  ``tag:`` defaults to
2936 ``DW_TAG_base_type``.
2937
2938 .. code-block:: llvm
2939
2940     !0 = !MDBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
2941                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
2942     !1 = !MDBasicType(tag: DW_TAG_unspecified_type, name: "decltype(nullptr)")
2943
2944 .. _MDSubroutineType:
2945
2946 MDSubroutineType
2947 """"""""""""""""
2948
2949 ``MDSubroutineType`` nodes represent subroutine types.  Their ``types:`` field
2950 refers to a tuple; the first operand is the return type, while the rest are the
2951 types of the formal arguments in order.  If the first operand is ``null``, that
2952 represents a function with no return value (such as ``void foo() {}`` in C++).
2953
2954 .. code-block:: llvm
2955
2956     !0 = !BasicType(name: "int", size: 32, align: 32, DW_ATE_signed)
2957     !1 = !BasicType(name: "char", size: 8, align: 8, DW_ATE_signed_char)
2958     !2 = !MDSubroutineType(types: !{null, !0, !1}) ; void (int, char)
2959
2960 MDDerivedType
2961 """""""""""""
2962
2963 ``MDDerivedType`` nodes represent types derived from other types, such as
2964 qualified types.
2965
2966 .. code-block:: llvm
2967
2968     !0 = !MDBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
2969                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
2970     !1 = !MDDerivedType(tag: DW_TAG_pointer_type, baseType: !0, size: 32,
2971                         align: 32)
2972
2973 .. _MDCompositeType:
2974
2975 MDCompositeType
2976 """""""""""""""
2977
2978 ``MDCompositeType`` nodes represent types composed of other types, like
2979 structures and unions.  ``elements:`` points to a tuple of the composed types.
2980
2981 If the source language supports ODR, the ``identifier:`` field gives the unique
2982 identifier used for type merging between modules.  When specified, other types
2983 can refer to composite types indirectly via a :ref:`metadata string
2984 <metadata-string>` that matches their identifier.
2985
2986 .. code-block:: llvm
2987
2988     !0 = !MDEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
2989     !1 = !MDEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
2990     !2 = !MDEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
2991     !3 = !MDCompositeType(tag: DW_TAG_enumeration_type, name: "Enum", file: !12,
2992                           line: 2, size: 32, align: 32, identifier: "_M4Enum",
2993                           elements: !{!0, !1, !2})
2994
2995 MDSubrange
2996 """"""""""
2997
2998 ``MDSubrange`` nodes are the elements for ``DW_TAG_array_type`` variants of
2999 :ref:`MDCompositeType`.  ``count: -1`` indicates an empty array.
3000
3001 .. code-block:: llvm
3002
3003     !0 = !MDSubrange(count: 5, lowerBound: 0) ; array counting from 0
3004     !1 = !MDSubrange(count: 5, lowerBound: 1) ; array counting from 1
3005     !2 = !MDSubrange(count: -1) ; empty array.
3006
3007 MDEnumerator
3008 """"""""""""
3009
3010 ``MDEnumerator`` nodes are the elements for ``DW_TAG_enumeration_type``
3011 variants of :ref:`MDCompositeType`.
3012
3013 .. code-block:: llvm
3014
3015     !0 = !MDEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
3016     !1 = !MDEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
3017     !2 = !MDEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
3018
3019 MDTemplateTypeParameter
3020 """""""""""""""""""""""
3021
3022 ``MDTemplateTypeParameter`` nodes represent type parameters to generic source
3023 language constructs.  They are used (optionally) in :ref:`MDCompositeType` and
3024 :ref:`MDSubprogram` ``templateParams:`` fields.
3025
3026 .. code-block:: llvm
3027
3028     !0 = !MDTemplateTypeParameter(name: "Ty", type: !1)
3029
3030 MDTemplateValueParameter
3031 """"""""""""""""""""""""
3032
3033 ``MDTemplateValueParameter`` nodes represent value parameters to generic source
3034 language constructs.  ``tag:`` defaults to ``DW_TAG_template_value_parameter``,
3035 but if specified can also be set to ``DW_TAG_GNU_template_template_param`` or
3036 ``DW_TAG_GNU_template_param_pack``.  They are used (optionally) in
3037 :ref:`MDCompositeType` and :ref:`MDSubprogram` ``templateParams:`` fields.
3038
3039 .. code-block:: llvm
3040
3041     !0 = !MDTemplateValueParameter(name: "Ty", type: !1, value: i32 7)
3042
3043 MDNamespace
3044 """""""""""
3045
3046 ``MDNamespace`` nodes represent namespaces in the source language.
3047
3048 .. code-block:: llvm
3049
3050     !0 = !MDNamespace(name: "myawesomeproject", scope: !1, file: !2, line: 7)
3051
3052 MDGlobalVariable
3053 """"""""""""""""
3054
3055 ``MDGlobalVariable`` nodes represent global variables in the source language.
3056
3057 .. code-block:: llvm
3058
3059     !0 = !MDGlobalVariable(name: "foo", linkageName: "foo", scope: !1,
3060                            file: !2, line: 7, type: !3, isLocal: true,
3061                            isDefinition: false, variable: i32* @foo,
3062                            declaration: !4)
3063
3064 .. _MDSubprogram:
3065
3066 MDSubprogram
3067 """"""""""""
3068
3069 ``MDSubprogram`` nodes represent functions from the source language.  The
3070 ``variables:`` field points at :ref:`variables <MDLocalVariable>` that must be
3071 retained, even if their IR counterparts are optimized out of the IR.  The
3072 ``type:`` field must point at an :ref:`MDSubroutineType`.
3073
3074 .. code-block:: llvm
3075
3076     !0 = !MDSubprogram(name: "foo", linkageName: "_Zfoov", scope: !1,
3077                        file: !2, line: 7, type: !3, isLocal: true,
3078                        isDefinition: false, scopeLine: 8, containingType: !4,
3079                        virtuality: DW_VIRTUALITY_pure_virtual, virtualIndex: 10,
3080                        flags: DIFlagPrototyped, isOptimized: true,
3081                        function: void ()* @_Z3foov,
3082                        templateParams: !5, declaration: !6, variables: !7)
3083
3084 .. _MDLexicalBlock:
3085
3086 MDLexicalBlock
3087 """"""""""""""
3088
3089 ``MDLexicalBlock`` nodes represent lexical blocks in the source language (a
3090 scope).
3091
3092 .. code-block:: llvm
3093
3094     !0 = !MDLexicalBlock(scope: !1, file: !2, line: 7, column: 35)
3095
3096 .. _MDLexicalBlockFile:
3097
3098 MDLexicalBlockFile
3099 """"""""""""""""""
3100
3101 ``MDLexicalBlockFile`` nodes are used to discriminate between sections of a
3102 :ref:`lexical block <MDLexicalBlock>`.  The ``file:`` field can be changed to
3103 indicate textual inclusion, or the ``discriminator:`` field can be used to
3104 discriminate between control flow within a single block in the source language.
3105
3106 .. code-block:: llvm
3107
3108     !0 = !MDLexicalBlock(scope: !3, file: !4, line: 7, column: 35)
3109     !1 = !MDLexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 0)
3110     !2 = !MDLexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 1)
3111
3112 MDLocation
3113 """"""""""
3114
3115 ``MDLocation`` nodes represent source debug locations.  The ``scope:`` field is
3116 mandatory, and points at an :ref:`MDLexicalBlockFile`, an
3117 :ref:`MDLexicalBlock`, or an :ref:`MDSubprogram`.
3118
3119 .. code-block:: llvm
3120
3121     !0 = !MDLocation(line: 2900, column: 42, scope: !1, inlinedAt: !2)
3122
3123 .. _MDLocalVariable:
3124
3125 MDLocalVariable
3126 """""""""""""""
3127
3128 ``MDLocalVariable`` nodes represent local variables in the source language.
3129 Instead of ``DW_TAG_variable``, they use LLVM-specific fake tags to
3130 discriminate between local variables (``DW_TAG_auto_variable``) and subprogram
3131 arguments (``DW_TAG_arg_variable``).  In the latter case, the ``arg:`` field
3132 specifies the argument position, and this variable will be included in the
3133 ``variables:`` field of its :ref:`MDSubprogram`.
3134
3135 If set, the ``inlinedAt:`` field points at an :ref:`MDLocation`, and the
3136 variable represents an inlined version of a variable (with all other fields
3137 duplicated from the non-inlined version).
3138
3139 .. code-block:: llvm
3140
3141     !0 = !MDLocalVariable(tag: DW_TAG_arg_variable, name: "this", arg: 0,
3142                           scope: !3, file: !2, line: 7, type: !3,
3143                           flags: DIFlagArtificial, inlinedAt: !4)
3144     !1 = !MDLocalVariable(tag: DW_TAG_arg_variable, name: "x", arg: 1,
3145                           scope: !4, file: !2, line: 7, type: !3,
3146                           inlinedAt: !6)
3147     !1 = !MDLocalVariable(tag: DW_TAG_auto_variable, name: "y",
3148                           scope: !5, file: !2, line: 7, type: !3,
3149                           inlinedAt: !6)
3150
3151 MDExpression
3152 """"""""""""
3153
3154 ``MDExpression`` nodes represent DWARF expression sequences.  They are used in
3155 :ref:`debug intrinsics<dbg_intrinsics>` (such as ``llvm.dbg.declare``) to
3156 describe how the referenced LLVM variable relates to the source language
3157 variable.
3158
3159 The current supported vocabulary is limited:
3160
3161 - ``DW_OP_deref`` dereferences the working expression.
3162 - ``DW_OP_plus, 93`` adds ``93`` to the working expression.
3163 - ``DW_OP_bit_piece, 16, 8`` specifies the offset and size (``16`` and ``8``
3164   here, respectively) of the variable piece from the working expression.
3165
3166 .. code-block:: llvm
3167
3168     !0 = !MDExpression(DW_OP_deref)
3169     !1 = !MDExpression(DW_OP_plus, 3)
3170     !2 = !MDExpression(DW_OP_bit_piece, 3, 7)
3171     !3 = !MDExpression(DW_OP_deref, DW_OP_plus, 3, DW_OP_bit_piece, 3, 7)
3172
3173 MDObjCProperty
3174 """"""""""""""
3175
3176 ``MDObjCProperty`` nodes represent Objective-C property nodes.
3177
3178 .. code-block:: llvm
3179
3180     !3 = !MDObjCProperty(name: "foo", file: !1, line: 7, setter: "setFoo",
3181                          getter: "getFoo", attributes: 7, type: !2)
3182
3183 MDImportedEntity
3184 """"""""""""""""
3185
3186 ``MDImportedEntity`` nodes represent entities (such as modules) imported into a
3187 compile unit.
3188
3189 .. code-block:: llvm
3190
3191    !2 = !MDImportedEntity(tag: DW_TAG_imported_module, name: "foo", scope: !0,
3192                           entity: !1, line: 7)
3193
3194 '``tbaa``' Metadata
3195 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3196
3197 In LLVM IR, memory does not have types, so LLVM's own type system is not
3198 suitable for doing TBAA. Instead, metadata is added to the IR to
3199 describe a type system of a higher level language. This can be used to
3200 implement typical C/C++ TBAA, but it can also be used to implement
3201 custom alias analysis behavior for other languages.
3202
3203 The current metadata format is very simple. TBAA metadata nodes have up
3204 to three fields, e.g.:
3205
3206 .. code-block:: llvm
3207
3208     !0 = !{ !"an example type tree" }
3209     !1 = !{ !"int", !0 }
3210     !2 = !{ !"float", !0 }
3211     !3 = !{ !"const float", !2, i64 1 }
3212
3213 The first field is an identity field. It can be any value, usually a
3214 metadata string, which uniquely identifies the type. The most important
3215 name in the tree is the name of the root node. Two trees with different
3216 root node names are entirely disjoint, even if they have leaves with
3217 common names.
3218
3219 The second field identifies the type's parent node in the tree, or is
3220 null or omitted for a root node. A type is considered to alias all of
3221 its descendants and all of its ancestors in the tree. Also, a type is
3222 considered to alias all types in other trees, so that bitcode produced
3223 from multiple front-ends is handled conservatively.
3224
3225 If the third field is present, it's an integer which if equal to 1
3226 indicates that the type is "constant" (meaning
3227 ``pointsToConstantMemory`` should return true; see `other useful
3228 AliasAnalysis methods <AliasAnalysis.html#OtherItfs>`_).
3229
3230 '``tbaa.struct``' Metadata
3231 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3232
3233 The :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>` is often used to implement
3234 aggregate assignment operations in C and similar languages, however it
3235 is defined to copy a contiguous region of memory, which is more than
3236 strictly necessary for aggregate types which contain holes due to
3237 padding. Also, it doesn't contain any TBAA information about the fields
3238 of the aggregate.
3239
3240 ``!tbaa.struct`` metadata can describe which memory subregions in a
3241 memcpy are padding and what the TBAA tags of the struct are.
3242
3243 The current metadata format is very simple. ``!tbaa.struct`` metadata
3244 nodes are a list of operands which are in conceptual groups of three.
3245 For each group of three, the first operand gives the byte offset of a
3246 field in bytes, the second gives its size in bytes, and the third gives
3247 its tbaa tag. e.g.:
3248
3249 .. code-block:: llvm
3250
3251     !4 = !{ i64 0, i64 4, !1, i64 8, i64 4, !2 }
3252
3253 This describes a struct with two fields. The first is at offset 0 bytes
3254 with size 4 bytes, and has tbaa tag !1. The second is at offset 8 bytes
3255 and has size 4 bytes and has tbaa tag !2.
3256
3257 Note that the fields need not be contiguous. In this example, there is a
3258 4 byte gap between the two fields. This gap represents padding which
3259 does not carry useful data and need not be preserved.
3260
3261 '``noalias``' and '``alias.scope``' Metadata
3262 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3263
3264 ``noalias`` and ``alias.scope`` metadata provide the ability to specify generic
3265 noalias memory-access sets. This means that some collection of memory access
3266 instructions (loads, stores, memory-accessing calls, etc.) that carry
3267 ``noalias`` metadata can specifically be specified not to alias with some other
3268 collection of memory access instructions that carry ``alias.scope`` metadata.
3269 Each type of metadata specifies a list of scopes where each scope has an id and
3270 a domain. When evaluating an aliasing query, if for some some domain, the set
3271 of scopes with that domain in one instruction's ``alias.scope`` list is a
3272 subset of (or equal to) the set of scopes for that domain in another
3273 instruction's ``noalias`` list, then the two memory accesses are assumed not to
3274 alias.
3275
3276 The metadata identifying each domain is itself a list containing one or two
3277 entries. The first entry is the name of the domain. Note that if the name is a
3278 string then it can be combined accross functions and translation units. A
3279 self-reference can be used to create globally unique domain names. A
3280 descriptive string may optionally be provided as a second list entry.
3281
3282 The metadata identifying each scope is also itself a list containing two or
3283 three entries. The first entry is the name of the scope. Note that if the name
3284 is a string then it can be combined accross functions and translation units. A
3285 self-reference can be used to create globally unique scope names. A metadata
3286 reference to the scope's domain is the second entry. A descriptive string may
3287 optionally be provided as a third list entry.
3288
3289 For example,
3290
3291 .. code-block:: llvm
3292
3293     ; Two scope domains:
3294     !0 = !{!0}
3295     !1 = !{!1}
3296
3297     ; Some scopes in these domains:
3298     !2 = !{!2, !0}
3299     !3 = !{!3, !0}
3300     !4 = !{!4, !1}
3301
3302     ; Some scope lists:
3303     !5 = !{!4} ; A list containing only scope !4
3304     !6 = !{!4, !3, !2}
3305     !7 = !{!3}
3306
3307     ; These two instructions don't alias:
3308     %0 = load float* %c, align 4, !alias.scope !5
3309     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !5
3310
3311     ; These two instructions also don't alias (for domain !1, the set of scopes
3312     ; in the !alias.scope equals that in the !noalias list):
3313     %2 = load float* %c, align 4, !alias.scope !5
3314     store float %2, float* %arrayidx.i2, align 4, !noalias !6
3315
3316     ; These two instructions don't alias (for domain !0, the set of scopes in
3317     ; the !noalias list is not a superset of, or equal to, the scopes in the
3318     ; !alias.scope list):
3319     %2 = load float* %c, align 4, !alias.scope !6
3320     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !7
3321
3322 '``fpmath``' Metadata
3323 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3324
3325 ``fpmath`` metadata may be attached to any instruction of floating point
3326 type. It can be used to express the maximum acceptable error in the
3327 result of that instruction, in ULPs, thus potentially allowing the
3328 compiler to use a more efficient but less accurate method of computing
3329 it. ULP is defined as follows:
3330
3331     If ``x`` is a real number that lies between two finite consecutive
3332     floating-point numbers ``a`` and ``b``, without being equal to one
3333     of them, then ``ulp(x) = |b - a|``, otherwise ``ulp(x)`` is the
3334     distance between the two non-equal finite floating-point numbers
3335     nearest ``x``. Moreover, ``ulp(NaN)`` is ``NaN``.
3336
3337 The metadata node shall consist of a single positive floating point
3338 number representing the maximum relative error, for example:
3339
3340 .. code-block:: llvm
3341
3342     !0 = !{ float 2.5 } ; maximum acceptable inaccuracy is 2.5 ULPs
3343
3344 .. _range-metadata:
3345
3346 '``range``' Metadata
3347 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3348
3349 ``range`` metadata may be attached only to ``load``, ``call`` and ``invoke`` of
3350 integer types. It expresses the possible ranges the loaded value or the value
3351 returned by the called function at this call site is in. The ranges are
3352 represented with a flattened list of integers. The loaded value or the value
3353 returned is known to be in the union of the ranges defined by each consecutive
3354 pair. Each pair has the following properties:
3355
3356 -  The type must match the type loaded by the instruction.
3357 -  The pair ``a,b`` represents the range ``[a,b)``.
3358 -  Both ``a`` and ``b`` are constants.
3359 -  The range is allowed to wrap.
3360 -  The range should not represent the full or empty set. That is,
3361    ``a!=b``.
3362
3363 In addition, the pairs must be in signed order of the lower bound and
3364 they must be non-contiguous.
3365
3366 Examples:
3367
3368 .. code-block:: llvm
3369
3370       %a = load i8* %x, align 1, !range !0 ; Can only be 0 or 1
3371       %b = load i8* %y, align 1, !range !1 ; Can only be 255 (-1), 0 or 1
3372       %c = call i8 @foo(),       !range !2 ; Can only be 0, 1, 3, 4 or 5
3373       %d = invoke i8 @bar() to label %cont
3374              unwind label %lpad, !range !3 ; Can only be -2, -1, 3, 4 or 5
3375     ...
3376     !0 = !{ i8 0, i8 2 }
3377     !1 = !{ i8 255, i8 2 }
3378     !2 = !{ i8 0, i8 2, i8 3, i8 6 }
3379     !3 = !{ i8 -2, i8 0, i8 3, i8 6 }
3380
3381 '``llvm.loop``'
3382 ^^^^^^^^^^^^^^^
3383
3384 It is sometimes useful to attach information to loop constructs. Currently,
3385 loop metadata is implemented as metadata attached to the branch instruction
3386 in the loop latch block. This type of metadata refer to a metadata node that is
3387 guaranteed to be separate for each loop. The loop identifier metadata is
3388 specified with the name ``llvm.loop``.
3389
3390 The loop identifier metadata is implemented using a metadata that refers to
3391 itself to avoid merging it with any other identifier metadata, e.g.,
3392 during module linkage or function inlining. That is, each loop should refer
3393 to their own identification metadata even if they reside in separate functions.
3394 The following example contains loop identifier metadata for two separate loop
3395 constructs:
3396
3397 .. code-block:: llvm
3398
3399     !0 = !{!0}
3400     !1 = !{!1}
3401
3402 The loop identifier metadata can be used to specify additional
3403 per-loop metadata. Any operands after the first operand can be treated
3404 as user-defined metadata. For example the ``llvm.loop.unroll.count``
3405 suggests an unroll factor to the loop unroller:
3406
3407 .. code-block:: llvm
3408
3409       br i1 %exitcond, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !0
3410     ...
3411     !0 = !{!0, !1}
3412     !1 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
3413
3414 '``llvm.loop.vectorize``' and '``llvm.loop.interleave``'
3415 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3416
3417 Metadata prefixed with ``llvm.loop.vectorize`` or ``llvm.loop.interleave`` are
3418 used to control per-loop vectorization and interleaving parameters such as
3419 vectorization width and interleave count.  These metadata should be used in
3420 conjunction with ``llvm.loop`` loop identification metadata.  The
3421 ``llvm.loop.vectorize`` and ``llvm.loop.interleave`` metadata are only
3422 optimization hints and the optimizer will only interleave and vectorize loops if
3423 it believes it is safe to do so.  The ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata
3424 which contains information about loop-carried memory dependencies can be helpful
3425 in determining the safety of these transformations.
3426
3427 '``llvm.loop.interleave.count``' Metadata
3428 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3429
3430 This metadata suggests an interleave count to the loop interleaver.
3431 The first operand is the string ``llvm.loop.interleave.count`` and the
3432 second operand is an integer specifying the interleave count. For
3433 example:
3434
3435 .. code-block:: llvm
3436
3437    !0 = !{!"llvm.loop.interleave.count", i32 4}
3438
3439 Note that setting ``llvm.loop.interleave.count`` to 1 disables interleaving
3440 multiple iterations of the loop.  If ``llvm.loop.interleave.count`` is set to 0
3441 then the interleave count will be determined automatically.
3442
3443 '``llvm.loop.vectorize.enable``' Metadata
3444 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3445
3446 This metadata selectively enables or disables vectorization for the loop. The
3447 first operand is the string ``llvm.loop.vectorize.enable`` and the second operand
3448 is a bit.  If the bit operand value is 1 vectorization is enabled. A value of
3449 0 disables vectorization:
3450
3451 .. code-block:: llvm
3452
3453    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 0}
3454    !1 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 1}
3455
3456 '``llvm.loop.vectorize.width``' Metadata
3457 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3458
3459 This metadata sets the target width of the vectorizer. The first
3460 operand is the string ``llvm.loop.vectorize.width`` and the second
3461 operand is an integer specifying the width. For example:
3462
3463 .. code-block:: llvm
3464
3465    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.width", i32 4}
3466
3467 Note that setting ``llvm.loop.vectorize.width`` to 1 disables
3468 vectorization of the loop.  If ``llvm.loop.vectorize.width`` is set to
3469 0 or if the loop does not have this metadata the width will be
3470 determined automatically.
3471
3472 '``llvm.loop.unroll``'
3473 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3474
3475 Metadata prefixed with ``llvm.loop.unroll`` are loop unrolling
3476 optimization hints such as the unroll factor. ``llvm.loop.unroll``
3477 metadata should be used in conjunction with ``llvm.loop`` loop
3478 identification metadata. The ``llvm.loop.unroll`` metadata are only
3479 optimization hints and the unrolling will only be performed if the
3480 optimizer believes it is safe to do so.
3481
3482 '``llvm.loop.unroll.count``' Metadata
3483 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3484
3485 This metadata suggests an unroll factor to the loop unroller. The
3486 first operand is the string ``llvm.loop.unroll.count`` and the second
3487 operand is a positive integer specifying the unroll factor. For
3488 example:
3489
3490 .. code-block:: llvm
3491
3492    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
3493
3494 If the trip count of the loop is less than the unroll count the loop
3495 will be partially unrolled.
3496
3497 '``llvm.loop.unroll.disable``' Metadata
3498 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3499
3500 This metadata either disables loop unrolling. The metadata has a single operand
3501 which is the string ``llvm.loop.unroll.disable``.  For example:
3502
3503 .. code-block:: llvm
3504
3505    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}
3506
3507 '``llvm.loop.unroll.full``' Metadata
3508 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3509
3510 This metadata either suggests that the loop should be unrolled fully. The
3511 metadata has a single operand which is the string ``llvm.loop.unroll.disable``.
3512 For example:
3513
3514 .. code-block:: llvm
3515
3516    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.full"}
3517
3518 '``llvm.mem``'
3519 ^^^^^^^^^^^^^^^
3520
3521 Metadata types used to annotate memory accesses with information helpful
3522 for optimizations are prefixed with ``llvm.mem``.
3523
3524 '``llvm.mem.parallel_loop_access``' Metadata
3525 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3526
3527 The ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata refers to a loop identifier, 
3528 or metadata containing a list of loop identifiers for nested loops. 
3529 The metadata is attached to memory accessing instructions and denotes that 
3530 no loop carried memory dependence exist between it and other instructions denoted 
3531 with the same loop identifier.
3532
3533 Precisely, given two instructions ``m1`` and ``m2`` that both have the 
3534 ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata, with ``L1`` and ``L2`` being the 
3535 set of loops associated with that metadata, respectively, then there is no loop 
3536 carried dependence between ``m1`` and ``m2`` for loops in both ``L1`` and 
3537 ``L2``.
3538
3539 As a special case, if all memory accessing instructions in a loop have 
3540 ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata that refers to that loop, then the 
3541 loop has no loop carried memory dependences and is considered to be a parallel 
3542 loop.  
3543
3544 Note that if not all memory access instructions have such metadata referring to 
3545 the loop, then the loop is considered not being trivially parallel. Additional 
3546 memory dependence analysis is required to make that determination.  As a fail 
3547 safe mechanism, this causes loops that were originally parallel to be considered 
3548 sequential (if optimization passes that are unaware of the parallel semantics 
3549 insert new memory instructions into the loop body).
3550
3551 Example of a loop that is considered parallel due to its correct use of
3552 both ``llvm.loop`` and ``llvm.mem.parallel_loop_access``
3553 metadata types that refer to the same loop identifier metadata.
3554
3555 .. code-block:: llvm
3556
3557    for.body:
3558      ...
3559      %val0 = load i32* %arrayidx, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
3560      ...
3561      store i32 %val0, i32* %arrayidx1, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
3562      ...
3563      br i1 %exitcond, label %for.end, label %for.body, !llvm.loop !0
3564
3565    for.end:
3566    ...
3567    !0 = !{!0}
3568
3569 It is also possible to have nested parallel loops. In that case the
3570 memory accesses refer to a list of loop identifier metadata nodes instead of
3571 the loop identifier metadata node directly:
3572
3573 .. code-block:: llvm
3574
3575    outer.for.body:
3576      ...
3577      %val1 = load i32* %arrayidx3, !llvm.mem.parallel_loop_access !2
3578      ...
3579      br label %inner.for.body
3580
3581    inner.for.body:
3582      ...
3583      %val0 = load i32* %arrayidx1, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
3584      ...
3585      store i32 %val0, i32* %arrayidx2, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
3586      ...
3587      br i1 %exitcond, label %inner.for.end, label %inner.for.body, !llvm.loop !1
3588
3589    inner.for.end:
3590      ...
3591      store i32 %val1, i32* %arrayidx4, !llvm.mem.parallel_loop_access !2
3592      ...
3593      br i1 %exitcond, label %outer.for.end, label %outer.for.body, !llvm.loop !2
3594
3595    outer.for.end:                                          ; preds = %for.body
3596    ...
3597    !0 = !{!1, !2} ; a list of loop identifiers
3598    !1 = !{!1} ; an identifier for the inner loop
3599    !2 = !{!2} ; an identifier for the outer loop
3600
3601 '``llvm.bitsets``'
3602 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3603
3604 The ``llvm.bitsets`` global metadata is used to implement
3605 :doc:`bitsets <BitSets>`.
3606
3607 Module Flags Metadata
3608 =====================
3609
3610 Information about the module as a whole is difficult to convey to LLVM's
3611 subsystems. The LLVM IR isn't sufficient to transmit this information.
3612 The ``llvm.module.flags`` named metadata exists in order to facilitate
3613 this. These flags are in the form of key / value pairs --- much like a
3614 dictionary --- making it easy for any subsystem who cares about a flag to
3615 look it up.
3616
3617 The ``llvm.module.flags`` metadata contains a list of metadata triplets.
3618 Each triplet has the following form:
3619
3620 -  The first element is a *behavior* flag, which specifies the behavior
3621    when two (or more) modules are merged together, and it encounters two
3622    (or more) metadata with the same ID. The supported behaviors are
3623    described below.
3624 -  The second element is a metadata string that is a unique ID for the
3625    metadata. Each module may only have one flag entry for each unique ID (not
3626    including entries with the **Require** behavior).
3627 -  The third element is the value of the flag.
3628
3629 When two (or more) modules are merged together, the resulting
3630 ``llvm.module.flags`` metadata is the union of the modules' flags. That is, for
3631 each unique metadata ID string, there will be exactly one entry in the merged
3632 modules ``llvm.module.flags`` metadata table, and the value for that entry will
3633 be determined by the merge behavior flag, as described below. The only exception
3634 is that entries with the *Require* behavior are always preserved.
3635
3636 The following behaviors are supported:
3637
3638 .. list-table::
3639    :header-rows: 1
3640    :widths: 10 90
3641
3642    * - Value
3643      - Behavior
3644
3645    * - 1
3646      - **Error**
3647            Emits an error if two values disagree, otherwise the resulting value
3648            is that of the operands.
3649
3650    * - 2
3651      - **Warning**
3652            Emits a warning if two values disagree. The result value will be the
3653            operand for the flag from the first module being linked.
3654
3655    * - 3
3656      - **Require**
3657            Adds a requirement that another module flag be present and have a
3658            specified value after linking is performed. The value must be a
3659            metadata pair, where the first element of the pair is the ID of the
3660            module flag to be restricted, and the second element of the pair is
3661            the value the module flag should be restricted to. This behavior can
3662            be used to restrict the allowable results (via triggering of an
3663            error) of linking IDs with the **Override** behavior.
3664
3665    * - 4
3666      - **Override**
3667            Uses the specified value, regardless of the behavior or value of the
3668            other module. If both modules specify **Override**, but the values
3669            differ, an error will be emitted.
3670
3671    * - 5
3672      - **Append**
3673            Appends the two values, which are required to be metadata nodes.
3674
3675    * - 6
3676      - **AppendUnique**
3677            Appends the two values, which are required to be metadata
3678            nodes. However, duplicate entries in the second list are dropped
3679            during the append operation.
3680
3681 It is an error for a particular unique flag ID to have multiple behaviors,
3682 except in the case of **Require** (which adds restrictions on another metadata
3683 value) or **Override**.
3684
3685 An example of module flags:
3686
3687 .. code-block:: llvm
3688
3689     !0 = !{ i32 1, !"foo", i32 1 }
3690     !1 = !{ i32 4, !"bar", i32 37 }
3691     !2 = !{ i32 2, !"qux", i32 42 }
3692     !3 = !{ i32 3, !"qux",
3693       !{
3694         !"foo", i32 1
3695       }
3696     }
3697     !llvm.module.flags = !{ !0, !1, !2, !3 }
3698
3699 -  Metadata ``!0`` has the ID ``!"foo"`` and the value '1'. The behavior
3700    if two or more ``!"foo"`` flags are seen is to emit an error if their
3701    values are not equal.
3702
3703 -  Metadata ``!1`` has the ID ``!"bar"`` and the value '37'. The
3704    behavior if two or more ``!"bar"`` flags are seen is to use the value
3705    '37'.
3706
3707 -  Metadata ``!2`` has the ID ``!"qux"`` and the value '42'. The
3708    behavior if two or more ``!"qux"`` flags are seen is to emit a
3709    warning if their values are not equal.
3710
3711 -  Metadata ``!3`` has the ID ``!"qux"`` and the value:
3712
3713    ::
3714
3715        !{ !"foo", i32 1 }
3716
3717    The behavior is to emit an error if the ``llvm.module.flags`` does not
3718    contain a flag with the ID ``!"foo"`` that has the value '1' after linking is
3719    performed.
3720
3721 Objective-C Garbage Collection Module Flags Metadata
3722 ----------------------------------------------------
3723
3724 On the Mach-O platform, Objective-C stores metadata about garbage
3725 collection in a special section called "image info". The metadata
3726 consists of a version number and a bitmask specifying what types of
3727 garbage collection are supported (if any) by the file. If two or more
3728 modules are linked together their garbage collection metadata needs to
3729 be merged rather than appended together.
3730
3731 The Objective-C garbage collection module flags metadata consists of the
3732 following key-value pairs:
3733
3734 .. list-table::
3735    :header-rows: 1
3736    :widths: 30 70
3737
3738    * - Key
3739      - Value
3740
3741    * - ``Objective-C Version``
3742      - **[Required]** --- The Objective-C ABI version. Valid values are 1 and 2.
3743
3744    * - ``Objective-C Image Info Version``
3745      - **[Required]** --- The version of the image info section. Currently
3746        always 0.
3747
3748    * - ``Objective-C Image Info Section``
3749      - **[Required]** --- The section to place the metadata. Valid values are
3750        ``"__OBJC, __image_info, regular"`` for Objective-C ABI version 1, and
3751        ``"__DATA,__objc_imageinfo, regular, no_dead_strip"`` for
3752        Objective-C ABI version 2.
3753
3754    * - ``Objective-C Garbage Collection``
3755      - **[Required]** --- Specifies whether garbage collection is supported or
3756        not. Valid values are 0, for no garbage collection, and 2, for garbage
3757        collection supported.
3758
3759    * - ``Objective-C GC Only``
3760      - **[Optional]** --- Specifies that only garbage collection is supported.
3761        If present, its value must be 6. This flag requires that the
3762        ``Objective-C Garbage Collection`` flag have the value 2.
3763
3764 Some important flag interactions:
3765
3766 -  If a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 is
3767    merged with a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to
3768    2, then the resulting module has the
3769    ``Objective-C Garbage Collection`` flag set to 0.
3770 -  A module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 cannot be
3771    merged with a module with ``Objective-C GC Only`` set to 6.
3772
3773 Automatic Linker Flags Module Flags Metadata
3774 --------------------------------------------
3775
3776 Some targets support embedding flags to the linker inside individual object
3777 files. Typically this is used in conjunction with language extensions which
3778 allow source files to explicitly declare the libraries they depend on, and have
3779 these automatically be transmitted to the linker via object files.
3780
3781 These flags are encoded in the IR using metadata in the module flags section,
3782 using the ``Linker Options`` key. The merge behavior for this flag is required
3783 to be ``AppendUnique``, and the value for the key is expected to be a metadata
3784 node which should be a list of other metadata nodes, each of which should be a
3785 list of metadata strings defining linker options.
3786
3787 For example, the following metadata section specifies two separate sets of
3788 linker options, presumably to link against ``libz`` and the ``Cocoa``
3789 framework::
3790
3791     !0 = !{ i32 6, !"Linker Options",
3792        !{
3793           !{ !"-lz" },
3794           !{ !"-framework", !"Cocoa" } } }
3795     !llvm.module.flags = !{ !0 }
3796
3797 The metadata encoding as lists of lists of options, as opposed to a collapsed
3798 list of options, is chosen so that the IR encoding can use multiple option
3799 strings to specify e.g., a single library, while still having that specifier be
3800 preserved as an atomic element that can be recognized by a target specific
3801 assembly writer or object file emitter.
3802
3803 Each individual option is required to be either a valid option for the target's
3804 linker, or an option that is reserved by the target specific assembly writer or
3805 object file emitter. No other aspect of these options is defined by the IR.
3806
3807 C type width Module Flags Metadata
3808 ----------------------------------
3809
3810 The ARM backend emits a section into each generated object file describing the
3811 options that it was compiled with (in a compiler-independent way) to prevent
3812 linking incompatible objects, and to allow automatic library selection. Some
3813 of these options are not visible at the IR level, namely wchar_t width and enum
3814 width.
3815
3816 To pass this information to the backend, these options are encoded in module
3817 flags metadata, using the following key-value pairs:
3818
3819 .. list-table::
3820    :header-rows: 1
3821    :widths: 30 70
3822
3823    * - Key
3824      - Value
3825
3826    * - short_wchar
3827      - * 0 --- sizeof(wchar_t) == 4
3828        * 1 --- sizeof(wchar_t) == 2
3829
3830    * - short_enum
3831      - * 0 --- Enums are at least as large as an ``int``.
3832        * 1 --- Enums are stored in the smallest integer type which can
3833          represent all of its values.
3834
3835 For example, the following metadata section specifies that the module was
3836 compiled with a ``wchar_t`` width of 4 bytes, and the underlying type of an
3837 enum is the smallest type which can represent all of its values::
3838
3839     !llvm.module.flags = !{!0, !1}
3840     !0 = !{i32 1, !"short_wchar", i32 1}
3841     !1 = !{i32 1, !"short_enum", i32 0}
3842
3843 .. _intrinsicglobalvariables:
3844
3845 Intrinsic Global Variables
3846 ==========================
3847
3848 LLVM has a number of "magic" global variables that contain data that
3849 affect code generation or other IR semantics. These are documented here.
3850 All globals of this sort should have a section specified as
3851 "``llvm.metadata``". This section and all globals that start with
3852 "``llvm.``" are reserved for use by LLVM.
3853
3854 .. _gv_llvmused:
3855
3856 The '``llvm.used``' Global Variable
3857 -----------------------------------
3858
3859 The ``@llvm.used`` global is an array which has
3860 :ref:`appending linkage <linkage_appending>`. This array contains a list of
3861 pointers to named global variables, functions and aliases which may optionally
3862 have a pointer cast formed of bitcast or getelementptr. For example, a legal
3863 use of it is:
3864
3865 .. code-block:: llvm
3866
3867     @X = global i8 4
3868     @Y = global i32 123
3869
3870     @llvm.used = appending global [2 x i8*] [
3871        i8* @X,
3872        i8* bitcast (i32* @Y to i8*)
3873     ], section "llvm.metadata"
3874
3875 If a symbol appears in the ``@llvm.used`` list, then the compiler, assembler,
3876 and linker are required to treat the symbol as if there is a reference to the
3877 symbol that it cannot see (which is why they have to be named). For example, if
3878 a variable has internal linkage and no references other than that from the
3879 ``@llvm.used`` list, it cannot be deleted. This is commonly used to represent
3880 references from inline asms and other things the compiler cannot "see", and
3881 corresponds to "``attribute((used))``" in GNU C.
3882
3883 On some targets, the code generator must emit a directive to the
3884 assembler or object file to prevent the assembler and linker from
3885 molesting the symbol.
3886
3887 .. _gv_llvmcompilerused:
3888
3889 The '``llvm.compiler.used``' Global Variable
3890 --------------------------------------------
3891
3892 The ``@llvm.compiler.used`` directive is the same as the ``@llvm.used``
3893 directive, except that it only prevents the compiler from touching the
3894 symbol. On targets that support it, this allows an intelligent linker to
3895 optimize references to the symbol without being impeded as it would be
3896 by ``@llvm.used``.
3897
3898 This is a rare construct that should only be used in rare circumstances,
3899 and should not be exposed to source languages.
3900
3901 .. _gv_llvmglobalctors:
3902
3903 The '``llvm.global_ctors``' Global Variable
3904 -------------------------------------------
3905
3906 .. code-block:: llvm
3907
3908     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
3909     @llvm.global_ctors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @ctor, i8* @data }]
3910
3911 The ``@llvm.global_ctors`` array contains a list of constructor
3912 functions, priorities, and an optional associated global or function.
3913 The functions referenced by this array will be called in ascending order
3914 of priority (i.e. lowest first) when the module is loaded. The order of
3915 functions with the same priority is not defined.
3916
3917 If the third field is present, non-null, and points to a global variable
3918 or function, the initializer function will only run if the associated
3919 data from the current module is not discarded.
3920
3921 .. _llvmglobaldtors:
3922
3923 The '``llvm.global_dtors``' Global Variable
3924 -------------------------------------------
3925
3926 .. code-block:: llvm
3927
3928     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
3929     @llvm.global_dtors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @dtor, i8* @data }]
3930
3931 The ``@llvm.global_dtors`` array contains a list of destructor
3932 functions, priorities, and an optional associated global or function.
3933 The functions referenced by this array will be called in descending
3934 order of priority (i.e. highest first) when the module is unloaded. The
3935 order of functions with the same priority is not defined.
3936
3937 If the third field is present, non-null, and points to a global variable
3938 or function, the destructor function will only run if the associated
3939 data from the current module is not discarded.
3940
3941 Instruction Reference
3942 =====================
3943
3944 The LLVM instruction set consists of several different classifications
3945 of instructions: :ref:`terminator instructions <terminators>`, :ref:`binary
3946 instructions <binaryops>`, :ref:`bitwise binary
3947 instructions <bitwiseops>`, :ref:`memory instructions <memoryops>`, and
3948 :ref:`other instructions <otherops>`.
3949
3950 .. _terminators:
3951
3952 Terminator Instructions
3953 -----------------------
3954
3955 As mentioned :ref:`previously <functionstructure>`, every basic block in a
3956 program ends with a "Terminator" instruction, which indicates which
3957 block should be executed after the current block is finished. These
3958 terminator instructions typically yield a '``void``' value: they produce
3959 control flow, not values (the one exception being the
3960 ':ref:`invoke <i_invoke>`' instruction).
3961
3962 The terminator instructions are: ':ref:`ret <i_ret>`',
3963 ':ref:`br <i_br>`', ':ref:`switch <i_switch>`',
3964 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`', ':ref:`invoke <i_invoke>`',
3965 ':ref:`resume <i_resume>`', and ':ref:`unreachable <i_unreachable>`'.
3966
3967 .. _i_ret:
3968
3969 '``ret``' Instruction
3970 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3971
3972 Syntax:
3973 """""""
3974
3975 ::
3976
3977       ret <type> <value>       ; Return a value from a non-void function
3978       ret void                 ; Return from void function
3979
3980 Overview:
3981 """""""""
3982
3983 The '``ret``' instruction is used to return control flow (and optionally
3984 a value) from a function back to the caller.
3985
3986 There are two forms of the '``ret``' instruction: one that returns a
3987 value and then causes control flow, and one that just causes control
3988 flow to occur.
3989
3990 Arguments:
3991 """"""""""
3992
3993 The '``ret``' instruction optionally accepts a single argument, the
3994 return value. The type of the return value must be a ':ref:`first
3995 class <t_firstclass>`' type.
3996
3997 A function is not :ref:`well formed <wellformed>` if it it has a non-void
3998 return type and contains a '``ret``' instruction with no return value or
3999 a return value with a type that does not match its type, or if it has a
4000 void return type and contains a '``ret``' instruction with a return
4001 value.
4002
4003 Semantics:
4004 """"""""""
4005
4006 When the '``ret``' instruction is executed, control flow returns back to
4007 the calling function's context. If the caller is a
4008 ":ref:`call <i_call>`" instruction, execution continues at the
4009 instruction after the call. If the caller was an
4010 ":ref:`invoke <i_invoke>`" instruction, execution continues at the
4011 beginning of the "normal" destination block. If the instruction returns
4012 a value, that value shall set the call or invoke instruction's return
4013 value.
4014
4015 Example:
4016 """"""""
4017
4018 .. code-block:: llvm
4019
4020       ret i32 5                       ; Return an integer value of 5
4021       ret void                        ; Return from a void function
4022       ret { i32, i8 } { i32 4, i8 2 } ; Return a struct of values 4 and 2
4023
4024 .. _i_br:
4025
4026 '``br``' Instruction
4027 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4028
4029 Syntax:
4030 """""""
4031
4032 ::
4033
4034       br i1 <cond>, label <iftrue>, label <iffalse>
4035       br label <dest>          ; Unconditional branch
4036
4037 Overview:
4038 """""""""
4039
4040 The '``br``' instruction is used to cause control flow to transfer to a
4041 different basic block in the current function. There are two forms of
4042 this instruction, corresponding to a conditional branch and an
4043 unconditional branch.
4044
4045 Arguments:
4046 """"""""""
4047
4048 The conditional branch form of the '``br``' instruction takes a single
4049 '``i1``' value and two '``label``' values. The unconditional form of the
4050 '``br``' instruction takes a single '``label``' value as a target.
4051
4052 Semantics:
4053 """"""""""
4054
4055 Upon execution of a conditional '``br``' instruction, the '``i1``'
4056 argument is evaluated. If the value is ``true``, control flows to the
4057 '``iftrue``' ``label`` argument. If "cond" is ``false``, control flows
4058 to the '``iffalse``' ``label`` argument.
4059
4060 Example:
4061 """"""""
4062
4063 .. code-block:: llvm
4064
4065     Test:
4066       %cond = icmp eq i32 %a, %b
4067       br i1 %cond, label %IfEqual, label %IfUnequal
4068     IfEqual:
4069       ret i32 1
4070     IfUnequal:
4071       ret i32 0
4072
4073 .. _i_switch:
4074
4075 '``switch``' Instruction
4076 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4077
4078 Syntax:
4079 """""""
4080
4081 ::
4082
4083       switch <intty> <value>, label <defaultdest> [ <intty> <val>, label <dest> ... ]
4084
4085 Overview:
4086 """""""""
4087
4088 The '``switch``' instruction is used to transfer control flow to one of
4089 several different places. It is a generalization of the '``br``'
4090 instruction, allowing a branch to occur to one of many possible
4091 destinations.
4092
4093 Arguments:
4094 """"""""""
4095
4096 The '``switch``' instruction uses three parameters: an integer
4097 comparison value '``value``', a default '``label``' destination, and an
4098 array of pairs of comparison value constants and '``label``'s. The table
4099 is not allowed to contain duplicate constant entries.
4100
4101 Semantics:
4102 """"""""""
4103
4104 The ``switch`` instruction specifies a table of values and destinations.
4105 When the '``switch``' instruction is executed, this table is searched
4106 for the given value. If the value is found, control flow is transferred
4107 to the corresponding destination; otherwise, control flow is transferred
4108 to the default destination.
4109
4110 Implementation:
4111 """""""""""""""
4112
4113 Depending on properties of the target machine and the particular
4114 ``switch`` instruction, this instruction may be code generated in
4115 different ways. For example, it could be generated as a series of
4116 chained conditional branches or with a lookup table.
4117
4118 Example:
4119 """"""""
4120
4121 .. code-block:: llvm
4122
4123      ; Emulate a conditional br instruction
4124      %Val = zext i1 %value to i32
4125      switch i32 %Val, label %truedest [ i32 0, label %falsedest ]
4126
4127      ; Emulate an unconditional br instruction
4128      switch i32 0, label %dest [ ]
4129
4130      ; Implement a jump table:
4131      switch i32 %val, label %otherwise [ i32 0, label %onzero
4132                                          i32 1, label %onone
4133                                          i32 2, label %ontwo ]
4134
4135 .. _i_indirectbr:
4136
4137 '``indirectbr``' Instruction
4138 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4139
4140 Syntax:
4141 """""""
4142
4143 ::
4144
4145       indirectbr <somety>* <address>, [ label <dest1>, label <dest2>, ... ]
4146
4147 Overview:
4148 """""""""
4149
4150 The '``indirectbr``' instruction implements an indirect branch to a
4151 label within the current function, whose address is specified by
4152 "``address``". Address must be derived from a
4153 :ref:`blockaddress <blockaddress>` constant.
4154
4155 Arguments:
4156 """"""""""
4157
4158 The '``address``' argument is the address of the label to jump to. The
4159 rest of the arguments indicate the full set of possible destinations
4160 that the address may point to. Blocks are allowed to occur multiple
4161 times in the destination list, though this isn't particularly useful.
4162
4163 This destination list is required so that dataflow analysis has an
4164 accurate understanding of the CFG.
4165
4166 Semantics:
4167 """"""""""
4168
4169 Control transfers to the block specified in the address argument. All
4170 possible destination blocks must be listed in the label list, otherwise
4171 this instruction has undefined behavior. This implies that jumps to
4172 labels defined in other functions have undefined behavior as well.
4173
4174 Implementation:
4175 """""""""""""""
4176
4177 This is typically implemented with a jump through a register.
4178
4179 Example:
4180 """"""""
4181
4182 .. code-block:: llvm
4183
4184      indirectbr i8* %Addr, [ label %bb1, label %bb2, label %bb3 ]
4185
4186 .. _i_invoke:
4187
4188 '``invoke``' Instruction
4189 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4190
4191 Syntax:
4192 """""""
4193
4194 ::
4195
4196       <result> = invoke [cconv] [ret attrs] <ptr to function ty> <function ptr val>(<function args>) [fn attrs]
4197                     to label <normal label> unwind label <exception label>
4198
4199 Overview:
4200 """""""""
4201
4202 The '``invoke``' instruction causes control to transfer to a specified
4203 function, with the possibility of control flow transfer to either the
4204 '``normal``' label or the '``exception``' label. If the callee function
4205 returns with the "``ret``" instruction, control flow will return to the
4206 "normal" label. If the callee (or any indirect callees) returns via the
4207 ":ref:`resume <i_resume>`" instruction or other exception handling
4208 mechanism, control is interrupted and continued at the dynamically
4209 nearest "exception" label.
4210
4211 The '``exception``' label is a `landing
4212 pad <ExceptionHandling.html#overview>`_ for the exception. As such,
4213 '``exception``' label is required to have the
4214 ":ref:`landingpad <i_landingpad>`" instruction, which contains the
4215 information about the behavior of the program after unwinding happens,
4216 as its first non-PHI instruction. The restrictions on the
4217 "``landingpad``" instruction's tightly couples it to the "``invoke``"
4218 instruction, so that the important information contained within the
4219 "``landingpad``" instruction can't be lost through normal code motion.
4220
4221 Arguments:
4222 """"""""""
4223
4224 This instruction requires several arguments:
4225
4226 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
4227    convention <callingconv>` the call should use. If none is
4228    specified, the call defaults to using C calling conventions.
4229 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
4230    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
4231    are valid here.
4232 #. '``ptr to function ty``': shall be the signature of the pointer to
4233    function value being invoked. In most cases, this is a direct
4234    function invocation, but indirect ``invoke``'s are just as possible,
4235    branching off an arbitrary pointer to function value.
4236 #. '``function ptr val``': An LLVM value containing a pointer to a
4237    function to be invoked.
4238 #. '``function args``': argument list whose types match the function
4239    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
4240    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
4241    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
4242    extra arguments can be specified.
4243 #. '``normal label``': the label reached when the called function
4244    executes a '``ret``' instruction.
4245 #. '``exception label``': the label reached when a callee returns via
4246    the :ref:`resume <i_resume>` instruction or other exception handling
4247    mechanism.
4248 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list. Only
4249    '``noreturn``', '``nounwind``', '``readonly``' and '``readnone``'
4250    attributes are valid here.
4251
4252 Semantics:
4253 """"""""""
4254
4255 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
4256 instruction in most regards. The primary difference is that it
4257 establishes an association with a label, which is used by the runtime
4258 library to unwind the stack.
4259
4260 This instruction is used in languages with destructors to ensure that
4261 proper cleanup is performed in the case of either a ``longjmp`` or a
4262 thrown exception. Additionally, this is important for implementation of
4263 '``catch``' clauses in high-level languages that support them.
4264
4265 For the purposes of the SSA form, the definition of the value returned
4266 by the '``invoke``' instruction is deemed to occur on the edge from the
4267 current block to the "normal" label. If the callee unwinds then no
4268 return value is available.
4269
4270 Example:
4271 """"""""
4272
4273 .. code-block:: llvm
4274
4275       %retval = invoke i32 @Test(i32 15) to label %Continue
4276                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
4277       %retval = invoke coldcc i32 %Testfnptr(i32 15) to label %Continue
4278                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
4279
4280 .. _i_resume:
4281
4282 '``resume``' Instruction
4283 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4284
4285 Syntax:
4286 """""""
4287
4288 ::
4289
4290       resume <type> <value>
4291
4292 Overview:
4293 """""""""
4294
4295 The '``resume``' instruction is a terminator instruction that has no
4296 successors.
4297
4298 Arguments:
4299 """"""""""
4300
4301 The '``resume``' instruction requires one argument, which must have the
4302 same type as the result of any '``landingpad``' instruction in the same
4303 function.
4304
4305 Semantics:
4306 """"""""""
4307
4308 The '``resume``' instruction resumes propagation of an existing
4309 (in-flight) exception whose unwinding was interrupted with a
4310 :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction.
4311
4312 Example:
4313 """"""""
4314
4315 .. code-block:: llvm
4316
4317       resume { i8*, i32 } %exn
4318
4319 .. _i_unreachable:
4320
4321 '``unreachable``' Instruction
4322 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4323
4324 Syntax:
4325 """""""
4326
4327 ::
4328
4329       unreachable
4330
4331 Overview:
4332 """""""""
4333
4334 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics. This
4335 instruction is used to inform the optimizer that a particular portion of
4336 the code is not reachable. This can be used to indicate that the code
4337 after a no-return function cannot be reached, and other facts.
4338
4339 Semantics:
4340 """"""""""
4341
4342 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics.
4343
4344 .. _binaryops:
4345
4346 Binary Operations
4347 -----------------
4348
4349 Binary operators are used to do most of the computation in a program.
4350 They require two operands of the same type, execute an operation on
4351 them, and produce a single value. The operands might represent multiple
4352 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
4353 result value has the same type as its operands.
4354
4355 There are several different binary operators:
4356
4357 .. _i_add:
4358
4359 '``add``' Instruction
4360 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4361
4362 Syntax:
4363 """""""
4364
4365 ::
4366
4367       <result> = add <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
4368       <result> = add nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4369       <result> = add nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4370       <result> = add nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
4371
4372 Overview:
4373 """""""""
4374
4375 The '``add``' instruction returns the sum of its two operands.
4376
4377 Arguments:
4378 """"""""""
4379
4380 The two arguments to the '``add``' instruction must be
4381 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4382 arguments must have identical types.
4383
4384 Semantics:
4385 """"""""""
4386
4387 The value produced is the integer sum of the two operands.
4388
4389 If the sum has unsigned overflow, the result returned is the
4390 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
4391 the result.
4392
4393 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
4394 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
4395
4396 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
4397 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
4398 result value of the ``add`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
4399 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
4400
4401 Example:
4402 """"""""
4403
4404 .. code-block:: llvm
4405
4406       <result> = add i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 + %var
4407
4408 .. _i_fadd:
4409
4410 '``fadd``' Instruction
4411 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4412
4413 Syntax:
4414 """""""
4415
4416 ::
4417
4418       <result> = fadd [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4419
4420 Overview:
4421 """""""""
4422
4423 The '``fadd``' instruction returns the sum of its two operands.
4424
4425 Arguments:
4426 """"""""""
4427
4428 The two arguments to the '``fadd``' instruction must be :ref:`floating
4429 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4430 Both arguments must have identical types.
4431
4432 Semantics:
4433 """"""""""
4434
4435 The value produced is the floating point sum of the two operands. This
4436 instruction can also take any number of :ref:`fast-math flags <fastmath>`,
4437 which are optimization hints to enable otherwise unsafe floating point
4438 optimizations:
4439
4440 Example:
4441 """"""""
4442
4443 .. code-block:: llvm
4444
4445       <result> = fadd float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 + %var
4446
4447 '``sub``' Instruction
4448 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4449
4450 Syntax:
4451 """""""
4452
4453 ::
4454
4455       <result> = sub <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
4456       <result> = sub nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4457       <result> = sub nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4458       <result> = sub nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
4459
4460 Overview:
4461 """""""""
4462
4463 The '``sub``' instruction returns the difference of its two operands.
4464
4465 Note that the '``sub``' instruction is used to represent the '``neg``'
4466 instruction present in most other intermediate representations.
4467
4468 Arguments:
4469 """"""""""
4470
4471 The two arguments to the '``sub``' instruction must be
4472 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4473 arguments must have identical types.
4474
4475 Semantics:
4476 """"""""""
4477
4478 The value produced is the integer difference of the two operands.
4479
4480 If the difference has unsigned overflow, the result returned is the
4481 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
4482 the result.
4483
4484 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
4485 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
4486
4487 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
4488 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
4489 result value of the ``sub`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
4490 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
4491
4492 Example:
4493 """"""""
4494
4495 .. code-block:: llvm
4496
4497       <result> = sub i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 - %var
4498       <result> = sub i32 0, %val          ; yields i32:result = -%var
4499
4500 .. _i_fsub:
4501
4502 '``fsub``' Instruction
4503 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4504
4505 Syntax:
4506 """""""
4507
4508 ::
4509
4510       <result> = fsub [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4511
4512 Overview:
4513 """""""""
4514
4515 The '``fsub``' instruction returns the difference of its two operands.
4516
4517 Note that the '``fsub``' instruction is used to represent the '``fneg``'
4518 instruction present in most other intermediate representations.
4519
4520 Arguments:
4521 """"""""""
4522
4523 The two arguments to the '``fsub``' instruction must be :ref:`floating
4524 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4525 Both arguments must have identical types.
4526
4527 Semantics:
4528 """"""""""
4529
4530 The value produced is the floating point difference of the two operands.
4531 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
4532 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
4533 unsafe floating point optimizations:
4534
4535 Example:
4536 """"""""
4537
4538 .. code-block:: llvm
4539
4540       <result> = fsub float 4.0, %var           ; yields float:result = 4.0 - %var
4541       <result> = fsub float -0.0, %val          ; yields float:result = -%var
4542
4543 '``mul``' Instruction
4544 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4545
4546 Syntax:
4547 """""""
4548
4549 ::
4550
4551       <result> = mul <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
4552       <result> = mul nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4553       <result> = mul nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4554       <result> = mul nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
4555
4556 Overview:
4557 """""""""
4558
4559 The '``mul``' instruction returns the product of its two operands.
4560
4561 Arguments:
4562 """"""""""
4563
4564 The two arguments to the '``mul``' instruction must be
4565 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4566 arguments must have identical types.
4567
4568 Semantics:
4569 """"""""""
4570
4571 The value produced is the integer product of the two operands.
4572
4573 If the result of the multiplication has unsigned overflow, the result
4574 returned is the mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the
4575 bit width of the result.
4576
4577 Because LLVM integers use a two's complement representation, and the
4578 result is the same width as the operands, this instruction returns the
4579 correct result for both signed and unsigned integers. If a full product
4580 (e.g. ``i32`` * ``i32`` -> ``i64``) is needed, the operands should be
4581 sign-extended or zero-extended as appropriate to the width of the full
4582 product.
4583
4584 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
4585 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
4586 result value of the ``mul`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
4587 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
4588
4589 Example:
4590 """"""""
4591
4592 .. code-block:: llvm
4593
4594       <result> = mul i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 * %var
4595
4596 .. _i_fmul:
4597
4598 '``fmul``' Instruction
4599 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4600
4601 Syntax:
4602 """""""
4603
4604 ::
4605
4606       <result> = fmul [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4607
4608 Overview:
4609 """""""""
4610
4611 The '``fmul``' instruction returns the product of its two operands.
4612
4613 Arguments:
4614 """"""""""
4615
4616 The two arguments to the '``fmul``' instruction must be :ref:`floating
4617 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4618 Both arguments must have identical types.
4619
4620 Semantics:
4621 """"""""""
4622
4623 The value produced is the floating point product of the two operands.
4624 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
4625 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
4626 unsafe floating point optimizations:
4627
4628 Example:
4629 """"""""
4630
4631 .. code-block:: llvm
4632
4633       <result> = fmul float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 * %var
4634
4635 '``udiv``' Instruction
4636 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4637
4638 Syntax:
4639 """""""
4640
4641 ::
4642
4643       <result> = udiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
4644       <result> = udiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4645
4646 Overview:
4647 """""""""
4648
4649 The '``udiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
4650
4651 Arguments:
4652 """"""""""
4653
4654 The two arguments to the '``udiv``' instruction must be
4655 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4656 arguments must have identical types.
4657
4658 Semantics:
4659 """"""""""
4660
4661 The value produced is the unsigned integer quotient of the two operands.
4662
4663 Note that unsigned integer division and signed integer division are
4664 distinct operations; for signed integer division, use '``sdiv``'.
4665
4666 Division by zero leads to undefined behavior.
4667
4668 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``udiv`` is
4669 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if %op1 is not a multiple of %op2 (as
4670 such, "((a udiv exact b) mul b) == a").
4671
4672 Example:
4673 """"""""
4674
4675 .. code-block:: llvm
4676
4677       <result> = udiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
4678
4679 '``sdiv``' Instruction
4680 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4681
4682 Syntax:
4683 """""""
4684
4685 ::
4686
4687       <result> = sdiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
4688       <result> = sdiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4689
4690 Overview:
4691 """""""""
4692
4693 The '``sdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
4694
4695 Arguments:
4696 """"""""""
4697
4698 The two arguments to the '``sdiv``' instruction must be
4699 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4700 arguments must have identical types.
4701
4702 Semantics:
4703 """"""""""
4704
4705 The value produced is the signed integer quotient of the two operands
4706 rounded towards zero.
4707
4708 Note that signed integer division and unsigned integer division are
4709 distinct operations; for unsigned integer division, use '``udiv``'.
4710
4711 Division by zero leads to undefined behavior. Overflow also leads to
4712 undefined behavior; this is a rare case, but can occur, for example, by
4713 doing a 32-bit division of -2147483648 by -1.
4714
4715 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``sdiv`` is
4716 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the result would be rounded.
4717
4718 Example:
4719 """"""""
4720
4721 .. code-block:: llvm
4722
4723       <result> = sdiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
4724
4725 .. _i_fdiv:
4726
4727 '``fdiv``' Instruction
4728 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4729
4730 Syntax:
4731 """""""
4732
4733 ::
4734
4735       <result> = fdiv [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4736
4737 Overview:
4738 """""""""
4739
4740 The '``fdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
4741
4742 Arguments:
4743 """"""""""
4744
4745 The two arguments to the '``fdiv``' instruction must be :ref:`floating
4746 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4747 Both arguments must have identical types.
4748
4749 Semantics:
4750 """"""""""
4751
4752 The value produced is the floating point quotient of the two operands.
4753 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
4754 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
4755 unsafe floating point optimizations:
4756
4757 Example:
4758 """"""""
4759
4760 .. code-block:: llvm
4761
4762       <result> = fdiv float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 / %var
4763
4764 '``urem``' Instruction
4765 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4766
4767 Syntax:
4768 """""""
4769
4770 ::
4771
4772       <result> = urem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4773
4774 Overview:
4775 """""""""
4776
4777 The '``urem``' instruction returns the remainder from the unsigned
4778 division of its two arguments.
4779
4780 Arguments:
4781 """"""""""
4782
4783 The two arguments to the '``urem``' instruction must be
4784 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4785 arguments must have identical types.
4786
4787 Semantics:
4788 """"""""""
4789
4790 This instruction returns the unsigned integer *remainder* of a division.
4791 This instruction always performs an unsigned division to get the
4792 remainder.
4793
4794 Note that unsigned integer remainder and signed integer remainder are
4795 distinct operations; for signed integer remainder, use '``srem``'.
4796
4797 Taking the remainder of a division by zero leads to undefined behavior.
4798
4799 Example:
4800 """"""""
4801
4802 .. code-block:: llvm
4803
4804       <result> = urem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
4805
4806 '``srem``' Instruction
4807 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4808
4809 Syntax:
4810 """""""
4811
4812 ::
4813
4814       <result> = srem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4815
4816 Overview:
4817 """""""""
4818
4819 The '``srem``' instruction returns the remainder from the signed
4820 division of its two operands. This instruction can also take
4821 :ref:`vector <t_vector>` versions of the values in which case the elements
4822 must be integers.
4823
4824 Arguments:
4825 """"""""""
4826
4827 The two arguments to the '``srem``' instruction must be
4828 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4829 arguments must have identical types.
4830
4831 Semantics:
4832 """"""""""
4833
4834 This instruction returns the *remainder* of a division (where the result
4835 is either zero or has the same sign as the dividend, ``op1``), not the
4836 *modulo* operator (where the result is either zero or has the same sign
4837 as the divisor, ``op2``) of a value. For more information about the
4838 difference, see `The Math
4839 Forum <http://mathforum.org/dr.math/problems/anne.4.28.99.html>`_. For a
4840 table of how this is implemented in various languages, please see
4841 `Wikipedia: modulo
4842 operation <http://en.wikipedia.org/wiki/Modulo_operation>`_.
4843
4844 Note that signed integer remainder and unsigned integer remainder are
4845 distinct operations; for unsigned integer remainder, use '``urem``'.
4846
4847 Taking the remainder of a division by zero leads to undefined behavior.
4848 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
4849 occur, for example, by taking the remainder of a 32-bit division of
4850 -2147483648 by -1. (The remainder doesn't actually overflow, but this
4851 rule lets srem be implemented using instructions that return both the
4852 result of the division and the remainder.)
4853
4854 Example:
4855 """"""""
4856
4857 .. code-block:: llvm
4858
4859       <result> = srem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
4860
4861 .. _i_frem:
4862
4863 '``frem``' Instruction
4864 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4865
4866 Syntax:
4867 """""""
4868
4869 ::
4870
4871       <result> = frem [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4872
4873 Overview:
4874 """""""""
4875
4876 The '``frem``' instruction returns the remainder from the division of
4877 its two operands.
4878
4879 Arguments:
4880 """"""""""
4881
4882 The two arguments to the '``frem``' instruction must be :ref:`floating
4883 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4884 Both arguments must have identical types.
4885
4886 Semantics:
4887 """"""""""
4888
4889 This instruction returns the *remainder* of a division. The remainder
4890 has the same sign as the dividend. This instruction can also take any
4891 number of :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints
4892 to enable otherwise unsafe floating point optimizations:
4893
4894 Example:
4895 """"""""
4896
4897 .. code-block:: llvm
4898
4899       <result> = frem float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 % %var
4900
4901 .. _bitwiseops:
4902
4903 Bitwise Binary Operations
4904 -------------------------
4905
4906 Bitwise binary operators are used to do various forms of bit-twiddling
4907 in a program. They are generally very efficient instructions and can
4908 commonly be strength reduced from other instructions. They require two
4909 operands of the same type, execute an operation on them, and produce a
4910 single value. The resulting value is the same type as its operands.
4911
4912 '``shl``' Instruction
4913 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4914
4915 Syntax:
4916 """""""
4917
4918 ::
4919
4920       <result> = shl <ty> <op1>, <op2>           ; yields ty:result
4921       <result> = shl nuw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
4922       <result> = shl nsw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
4923       <result> = shl nuw nsw <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4924
4925 Overview:
4926 """""""""
4927
4928 The '``shl``' instruction returns the first operand shifted to the left
4929 a specified number of bits.
4930
4931 Arguments:
4932 """"""""""
4933
4934 Both arguments to the '``shl``' instruction must be the same
4935 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
4936 '``op2``' is treated as an unsigned value.
4937
4938 Semantics:
4939 """"""""""
4940
4941 The value produced is ``op1`` \* 2\ :sup:`op2` mod 2\ :sup:`n`,
4942 where ``n`` is the width of the result. If ``op2`` is (statically or
4943 dynamically) negative or equal to or larger than the number of bits in
4944 ``op1``, the result is undefined. If the arguments are vectors, each
4945 vector element of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount
4946 in ``op2``.
4947
4948 If the ``nuw`` keyword is present, then the shift produces a :ref:`poison
4949 value <poisonvalues>` if it shifts out any non-zero bits. If the
4950 ``nsw`` keyword is present, then the shift produces a :ref:`poison
4951 value <poisonvalues>` if it shifts out any bits that disagree with the
4952 resultant sign bit. As such, NUW/NSW have the same semantics as they
4953 would if the shift were expressed as a mul instruction with the same
4954 nsw/nuw bits in (mul %op1, (shl 1, %op2)).
4955
4956 Example:
4957 """"""""
4958
4959 .. code-block:: llvm
4960
4961       <result> = shl i32 4, %var   ; yields i32: 4 << %var
4962       <result> = shl i32 4, 2      ; yields i32: 16
4963       <result> = shl i32 1, 10     ; yields i32: 1024
4964       <result> = shl i32 1, 32     ; undefined
4965       <result> = shl <2 x i32> < i32 1, i32 1>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 2, i32 4>
4966
4967 '``lshr``' Instruction
4968 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4969
4970 Syntax:
4971 """""""
4972
4973 ::
4974
4975       <result> = lshr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
4976       <result> = lshr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4977
4978 Overview:
4979 """""""""
4980
4981 The '``lshr``' instruction (logical shift right) returns the first
4982 operand shifted to the right a specified number of bits with zero fill.
4983
4984 Arguments:
4985 """"""""""
4986
4987 Both arguments to the '``lshr``' instruction must be the same
4988 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
4989 '``op2``' is treated as an unsigned value.
4990
4991 Semantics:
4992 """"""""""
4993
4994 This instruction always performs a logical shift right operation. The
4995 most significant bits of the result will be filled with zero bits after
4996 the shift. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
4997 than the number of bits in ``op1``, the result is undefined. If the
4998 arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted by the
4999 corresponding shift amount in ``op2``.
5000
5001 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``lshr`` is
5002 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if any of the bits shifted out are
5003 non-zero.
5004
5005 Example:
5006 """"""""
5007
5008 .. code-block:: llvm
5009
5010       <result> = lshr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
5011       <result> = lshr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
5012       <result> = lshr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
5013       <result> = lshr i8 -2, 1   ; yields i8:result = 0x7F
5014       <result> = lshr i32 1, 32  ; undefined
5015       <result> = lshr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 0x7FFFFFFF, i32 1>
5016
5017 '``ashr``' Instruction
5018 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5019
5020 Syntax:
5021 """""""
5022
5023 ::
5024
5025       <result> = ashr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
5026       <result> = ashr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
5027
5028 Overview:
5029 """""""""
5030
5031 The '``ashr``' instruction (arithmetic shift right) returns the first
5032 operand shifted to the right a specified number of bits with sign
5033 extension.
5034
5035 Arguments:
5036 """"""""""
5037
5038 Both arguments to the '``ashr``' instruction must be the same
5039 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
5040 '``op2``' is treated as an unsigned value.
5041
5042 Semantics:
5043 """"""""""
5044
5045 This instruction always performs an arithmetic shift right operation,
5046 The most significant bits of the result will be filled with the sign bit
5047 of ``op1``. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
5048 than the number of bits in ``op1``, the result is undefined. If the
5049 arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted by the
5050 corresponding shift amount in ``op2``.
5051
5052 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``ashr`` is
5053 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if any of the bits shifted out are
5054 non-zero.
5055
5056 Example:
5057 """"""""
5058
5059 .. code-block:: llvm
5060
5061       <result> = ashr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
5062       <result> = ashr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
5063       <result> = ashr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
5064       <result> = ashr i8 -2, 1   ; yields i8:result = -1
5065       <result> = ashr i32 1, 32  ; undefined
5066       <result> = ashr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 3>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 -1, i32 0>
5067
5068 '``and``' Instruction
5069 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5070
5071 Syntax:
5072 """""""
5073
5074 ::
5075
5076       <result> = and <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
5077
5078 Overview:
5079 """""""""
5080
5081 The '``and``' instruction returns the bitwise logical and of its two
5082 operands.
5083
5084 Arguments:
5085 """"""""""
5086
5087 The two arguments to the '``and``' instruction must be
5088 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
5089 arguments must have identical types.
5090
5091 Semantics:
5092 """"""""""
5093
5094 The truth table used for the '``and``' instruction is:
5095
5096 +-----+-----+-----+
5097 | In0 | In1 | Out |
5098 +-----+-----+-----+
5099 |   0 |   0 |   0 |
5100 +-----+-----+-----+
5101 |   0 |   1 |   0 |
5102 +-----+-----+-----+
5103 |   1 |   0 |   0 |
5104 +-----+-----+-----+
5105 |   1 |   1 |   1 |
5106 +-----+-----+-----+
5107
5108 Example:
5109 """"""""
5110
5111 .. code-block:: llvm
5112
5113       <result> = and i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 & %var
5114       <result> = and i32 15, 40          ; yields i32:result = 8
5115       <result> = and i32 4, 8            ; yields i32:result = 0
5116
5117 '``or``' Instruction
5118 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5119
5120 Syntax:
5121 """""""
5122
5123 ::
5124
5125       <result> = or <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
5126
5127 Overview:
5128 """""""""
5129
5130 The '``or``' instruction returns the bitwise logical inclusive or of its
5131 two operands.
5132
5133 Arguments:
5134 """"""""""
5135
5136 The two arguments to the '``or``' instruction must be
5137 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
5138 arguments must have identical types.
5139
5140 Semantics:
5141 """"""""""
5142
5143 The truth table used for the '``or``' instruction is:
5144
5145 +-----+-----+-----+
5146 | In0 | In1 | Out |
5147 +-----+-----+-----+
5148 |   0 |   0 |   0 |
5149 +-----+-----+-----+
5150 |   0 |   1 |   1 |
5151 +-----+-----+-----+
5152 |   1 |   0 |   1 |
5153 +-----+-----+-----+
5154 |   1 |   1 |   1 |
5155 +-----+-----+-----+
5156
5157 Example:
5158 """"""""
5159
5160 ::
5161
5162       <result> = or i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 | %var
5163       <result> = or i32 15, 40          ; yields i32:result = 47
5164       <result> = or i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
5165
5166 '``xor``' Instruction
5167 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5168
5169 Syntax:
5170 """""""
5171
5172 ::
5173
5174       <result> = xor <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
5175
5176 Overview:
5177 """""""""
5178
5179 The '``xor``' instruction returns the bitwise logical exclusive or of
5180 its two operands. The ``xor`` is used to implement the "one's
5181 complement" operation, which is the "~" operator in C.
5182
5183 Arguments:
5184 """"""""""
5185
5186 The two arguments to the '``xor``' instruction must be
5187 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
5188 arguments must have identical types.
5189
5190 Semantics:
5191 """"""""""
5192
5193 The truth table used for the '``xor``' instruction is:
5194
5195 +-----+-----+-----+
5196 | In0 | In1 | Out |
5197 +-----+-----+-----+
5198 |   0 |   0 |   0 |
5199 +-----+-----+-----+
5200 |   0 |   1 |   1 |
5201 +-----+-----+-----+
5202 |   1 |   0 |   1 |
5203 +-----+-----+-----+
5204 |   1 |   1 |   0 |
5205 +-----+-----+-----+
5206
5207 Example:
5208 """"""""
5209
5210 .. code-block:: llvm
5211
5212       <result> = xor i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 ^ %var
5213       <result> = xor i32 15, 40          ; yields i32:result = 39
5214       <result> = xor i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
5215       <result> = xor i32 %V, -1          ; yields i32:result = ~%V
5216
5217 Vector Operations
5218 -----------------
5219
5220 LLVM supports several instructions to represent vector operations in a
5221 target-independent manner. These instructions cover the element-access
5222 and vector-specific operations needed to process vectors effectively.
5223 While LLVM does directly support these vector operations, many
5224 sophisticated algorithms will want to use target-specific intrinsics to
5225 take full advantage of a specific target.
5226
5227 .. _i_extractelement:
5228
5229 '``extractelement``' Instruction
5230 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5231
5232 Syntax:
5233 """""""
5234
5235 ::
5236
5237       <result> = extractelement <n x <ty>> <val>, <ty2> <idx>  ; yields <ty>
5238
5239 Overview:
5240 """""""""
5241
5242 The '``extractelement``' instruction extracts a single scalar element
5243 from a vector at a specified index.
5244
5245 Arguments:
5246 """"""""""
5247
5248 The first operand of an '``extractelement``' instruction is a value of
5249 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is an index indicating
5250 the position from which to extract the element. The index may be a
5251 variable of any integer type.
5252
5253 Semantics:
5254 """"""""""
5255
5256 The result is a scalar of the same type as the element type of ``val``.
5257 Its value is the value at position ``idx`` of ``val``. If ``idx``
5258 exceeds the length of ``val``, the results are undefined.
5259
5260 Example:
5261 """"""""
5262
5263 .. code-block:: llvm
5264
5265       <result> = extractelement <4 x i32> %vec, i32 0    ; yields i32
5266
5267 .. _i_insertelement:
5268
5269 '``insertelement``' Instruction
5270 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5271
5272 Syntax:
5273 """""""
5274
5275 ::
5276
5277       <result> = insertelement <n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, <ty2> <idx>    ; yields <n x <ty>>
5278
5279 Overview:
5280 """""""""
5281
5282 The '``insertelement``' instruction inserts a scalar element into a
5283 vector at a specified index.
5284
5285 Arguments:
5286 """"""""""
5287
5288 The first operand of an '``insertelement``' instruction is a value of
5289 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is a scalar value whose
5290 type must equal the element type of the first operand. The third operand
5291 is an index indicating the position at which to insert the value. The
5292 index may be a variable of any integer type.
5293
5294 Semantics:
5295 """"""""""
5296
5297 The result is a vector of the same type as ``val``. Its element values
5298 are those of ``val`` except at position ``idx``, where it gets the value
5299 ``elt``. If ``idx`` exceeds the length of ``val``, the results are
5300 undefined.
5301
5302 Example:
5303 """"""""
5304
5305 .. code-block:: llvm
5306
5307       <result> = insertelement <4 x i32> %vec, i32 1, i32 0    ; yields <4 x i32>
5308
5309 .. _i_shufflevector:
5310
5311 '``shufflevector``' Instruction
5312 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5313
5314 Syntax:
5315 """""""
5316
5317 ::
5318
5319       <result> = shufflevector <n x <ty>> <v1>, <n x <ty>> <v2>, <m x i32> <mask>    ; yields <m x <ty>>
5320
5321 Overview:
5322 """""""""
5323
5324 The '``shufflevector``' instruction constructs a permutation of elements
5325 from two input vectors, returning a vector with the same element type as
5326 the input and length that is the same as the shuffle mask.
5327
5328 Arguments:
5329 """"""""""
5330
5331 The first two operands of a '``shufflevector``' instruction are vectors
5332 with the same type. The third argument is a shuffle mask whose element
5333 type is always 'i32'. The result of the instruction is a vector whose
5334 length is the same as the shuffle mask and whose element type is the
5335 same as the element type of the first two operands.
5336
5337 The shuffle mask operand is required to be a constant vector with either
5338 constant integer or undef values.
5339
5340 Semantics:
5341 """"""""""
5342
5343 The elements of the two input vectors are numbered from left to right
5344 across both of the vectors. The shuffle mask operand specifies, for each
5345 element of the result vector, which element of the two input vectors the
5346 result element gets. The element selector may be undef (meaning "don't
5347 care") and the second operand may be undef if performing a shuffle from
5348 only one vector.
5349
5350 Example:
5351 """"""""
5352
5353 .. code-block:: llvm
5354
5355       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
5356                               <4 x i32> <i32 0, i32 4, i32 1, i32 5>  ; yields <4 x i32>
5357       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> undef,
5358                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32> - Identity shuffle.
5359       <result> = shufflevector <8 x i32> %v1, <8 x i32> undef,
5360                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32>
5361       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
5362                               <8 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3, i32 4, i32 5, i32 6, i32 7 >  ; yields <8 x i32>
5363
5364 Aggregate Operations
5365 --------------------
5366
5367 LLVM supports several instructions for working with
5368 :ref:`aggregate <t_aggregate>` values.
5369
5370 .. _i_extractvalue:
5371
5372 '``extractvalue``' Instruction
5373 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5374
5375 Syntax:
5376 """""""
5377
5378 ::
5379
5380       <result> = extractvalue <aggregate type> <val>, <idx>{, <idx>}*
5381
5382 Overview:
5383 """""""""
5384
5385 The '``extractvalue``' instruction extracts the value of a member field
5386 from an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
5387
5388 Arguments:
5389 """"""""""
5390
5391 The first operand of an '``extractvalue``' instruction is a value of
5392 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The operands are
5393 constant indices to specify which value to extract in a similar manner
5394 as indices in a '``getelementptr``' instruction.
5395
5396 The major differences to ``getelementptr`` indexing are:
5397
5398 -  Since the value being indexed is not a pointer, the first index is
5399    omitted and assumed to be zero.
5400 -  At least one index must be specified.
5401 -  Not only struct indices but also array indices must be in bounds.
5402
5403 Semantics:
5404 """"""""""
5405
5406 The result is the value at the position in the aggregate specified by
5407 the index operands.
5408
5409 Example:
5410 """"""""
5411
5412 .. code-block:: llvm
5413
5414       <result> = extractvalue {i32, float} %agg, 0    ; yields i32
5415
5416 .. _i_insertvalue:
5417
5418 '``insertvalue``' Instruction
5419 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5420
5421 Syntax:
5422 """""""
5423
5424 ::
5425
5426       <result> = insertvalue <aggregate type> <val>, <ty> <elt>, <idx>{, <idx>}*    ; yields <aggregate type>
5427
5428 Overview:
5429 """""""""
5430
5431 The '``insertvalue``' instruction inserts a value into a member field in
5432 an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
5433
5434 Arguments:
5435 """"""""""
5436
5437 The first operand of an '``insertvalue``' instruction is a value of
5438 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The second operand is
5439 a first-class value to insert. The following operands are constant
5440 indices indicating the position at which to insert the value in a
5441 similar manner as indices in a '``extractvalue``' instruction. The value
5442 to insert must have the same type as the value identified by the
5443 indices.
5444
5445 Semantics:
5446 """"""""""
5447
5448 The result is an aggregate of the same type as ``val``. Its value is
5449 that of ``val`` except that the value at the position specified by the
5450 indices is that of ``elt``.
5451
5452 Example:
5453 """"""""
5454
5455 .. code-block:: llvm
5456
5457       %agg1 = insertvalue {i32, float} undef, i32 1, 0              ; yields {i32 1, float undef}
5458       %agg2 = insertvalue {i32, float} %agg1, float %val, 1         ; yields {i32 1, float %val}
5459       %agg3 = insertvalue {i32, {float}} undef, float %val, 1, 0    ; yields {i32 undef, {float %val}}
5460
5461 .. _memoryops:
5462
5463 Memory Access and Addressing Operations
5464 ---------------------------------------
5465
5466 A key design point of an SSA-based representation is how it represents
5467 memory. In LLVM, no memory locations are in SSA form, which makes things
5468 very simple. This section describes how to read, write, and allocate
5469 memory in LLVM.
5470
5471 .. _i_alloca:
5472
5473 '``alloca``' Instruction
5474 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5475
5476 Syntax:
5477 """""""
5478
5479 ::
5480
5481       <result> = alloca [inalloca] <type> [, <ty> <NumElements>] [, align <alignment>]     ; yields type*:result
5482
5483 Overview:
5484 """""""""
5485
5486 The '``alloca``' instruction allocates memory on the stack frame of the
5487 currently executing function, to be automatically released when this
5488 function returns to its caller. The object is always allocated in the
5489 generic address space (address space zero).
5490
5491 Arguments:
5492 """"""""""
5493
5494 The '``alloca``' instruction allocates ``sizeof(<type>)*NumElements``
5495 bytes of memory on the runtime stack, returning a pointer of the
5496 appropriate type to the program. If "NumElements" is specified, it is
5497 the number of elements allocated, otherwise "NumElements" is defaulted
5498 to be one. If a constant alignment is specified, the value result of the
5499 allocation is guaranteed to be aligned to at least that boundary. The
5500 alignment may not be greater than ``1 << 29``. If not specified, or if
5501 zero, the target can choose to align the allocation on any convenient
5502 boundary compatible with the type.
5503
5504 '``type``' may be any sized type.
5505
5506 Semantics:
5507 """"""""""
5508
5509 Memory is allocated; a pointer is returned. The operation is undefined
5510 if there is insufficient stack space for the allocation. '``alloca``'d
5511 memory is automatically released when the function returns. The
5512 '``alloca``' instruction is commonly used to represent automatic
5513 variables that must have an address available. When the function returns
5514 (either with the ``ret`` or ``resume`` instructions), the memory is
5515 reclaimed. Allocating zero bytes is legal, but the result is undefined.
5516 The order in which memory is allocated (ie., which way the stack grows)
5517 is not specified.
5518
5519 Example:
5520 """"""""
5521
5522 .. code-block:: llvm
5523
5524       %ptr = alloca i32                             ; yields i32*:ptr
5525       %ptr = alloca i32, i32 4                      ; yields i32*:ptr
5526       %ptr = alloca i32, i32 4, align 1024          ; yields i32*:ptr
5527       %ptr = alloca i32, align 1024                 ; yields i32*:ptr
5528
5529 .. _i_load:
5530
5531 '``load``' Instruction
5532 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5533
5534 Syntax:
5535 """""""
5536
5537 ::
5538
5539       <result> = load [volatile] <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>][, !invariant.load !<index>][, !nonnull !<index>]
5540       <result> = load atomic [volatile] <ty>* <pointer> [singlethread] <ordering>, align <alignment>
5541       !<index> = !{ i32 1 }
5542
5543 Overview:
5544 """""""""
5545
5546 The '``load``' instruction is used to read from memory.
5547
5548 Arguments:
5549 """"""""""
5550
5551 The argument to the ``load`` instruction specifies the memory address
5552 from which to load. The pointer must point to a :ref:`first
5553 class <t_firstclass>` type. If the ``load`` is marked as ``volatile``,
5554 then the optimizer is not allowed to modify the number or order of
5555 execution of this ``load`` with other :ref:`volatile
5556 operations <volatile>`.
5557
5558 If the ``load`` is marked as ``atomic``, it takes an extra
5559 :ref:`ordering <ordering>` and optional ``singlethread`` argument. The
5560 ``release`` and ``acq_rel`` orderings are not valid on ``load``
5561 instructions. Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results
5562 when they may see multiple atomic stores. The type of the pointee must
5563 be an integer type whose bit width is a power of two greater than or
5564 equal to eight and less than or equal to a target-specific size limit.
5565 ``align`` must be explicitly specified on atomic loads, and the load has
5566 undefined behavior if the alignment is not set to a value which is at
5567 least the size in bytes of the pointee. ``!nontemporal`` does not have
5568 any defined semantics for atomic loads.
5569
5570 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
5571 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
5572 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
5573 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
5574 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
5575 alignment results in undefined behavior. Underestimating the alignment
5576 may produce less efficient code. An alignment of 1 is always safe. The
5577 maximum possible alignment is ``1 << 29``.
5578
5579 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single
5580 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one
5581 ``i32`` entry of value 1. The existence of the ``!nontemporal``
5582 metadata on the instruction tells the optimizer and code generator
5583 that this load is not expected to be reused in the cache. The code
5584 generator may select special instructions to save cache bandwidth, such
5585 as the ``MOVNT`` instruction on x86.
5586
5587 The optional ``!invariant.load`` metadata must reference a single
5588 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
5589 entries. The existence of the ``!invariant.load`` metadata on the
5590 instruction tells the optimizer and code generator that the address
5591 operand to this load points to memory which can be assumed unchanged.
5592 Being invariant does not imply that a location is dereferenceable, 
5593 but it does imply that once the location is known dereferenceable 
5594 its value is henceforth unchanging.  
5595
5596 The optional ``!nonnull`` metadata must reference a single
5597 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
5598 entries. The existence of the ``!nonnull`` metadata on the
5599 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to
5600 never be null.  This is analogous to the ''nonnull'' attribute
5601 on parameters and return values.  This metadata can only be applied 
5602 to loads of a pointer type.  
5603
5604 Semantics:
5605 """"""""""
5606
5607 The location of memory pointed to is loaded. If the value being loaded
5608 is of scalar type then the number of bytes read does not exceed the
5609 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
5610 example, loading an ``i24`` reads at most three bytes. When loading a
5611 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
5612 of bytes, the result is undefined if the value was not originally
5613 written using a store of the same type.
5614
5615 Examples:
5616 """""""""
5617
5618 .. code-block:: llvm
5619
5620       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
5621       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
5622       %val = load i32* %ptr                           ; yields i32:val = i32 3
5623
5624 .. _i_store:
5625
5626 '``store``' Instruction
5627 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5628
5629 Syntax:
5630 """""""
5631
5632 ::
5633
5634       store [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>]        ; yields void
5635       store atomic [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer> [singlethread] <ordering>, align <alignment>  ; yields void
5636
5637 Overview:
5638 """""""""
5639
5640 The '``store``' instruction is used to write to memory.
5641
5642 Arguments:
5643 """"""""""
5644
5645 There are two arguments to the ``store`` instruction: a value to store
5646 and an address at which to store it. The type of the ``<pointer>``
5647 operand must be a pointer to the :ref:`first class <t_firstclass>` type of
5648 the ``<value>`` operand. If the ``store`` is marked as ``volatile``,
5649 then the optimizer is not allowed to modify the number or order of
5650 execution of this ``store`` with other :ref:`volatile
5651 operations <volatile>`.
5652
5653 If the ``store`` is marked as ``atomic``, it takes an extra
5654 :ref:`ordering <ordering>` and optional ``singlethread`` argument. The
5655 ``acquire`` and ``acq_rel`` orderings aren't valid on ``store``
5656 instructions. Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results
5657 when they may see multiple atomic stores. The type of the pointee must
5658 be an integer type whose bit width is a power of two greater than or
5659 equal to eight and less than or equal to a target-specific size limit.
5660 ``align`` must be explicitly specified on atomic stores, and the store
5661 has undefined behavior if the alignment is not set to a value which is
5662 at least the size in bytes of the pointee. ``!nontemporal`` does not
5663 have any defined semantics for atomic stores.
5664
5665 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
5666 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
5667 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
5668 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
5669 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
5670 alignment results in undefined behavior. Underestimating the
5671 alignment may produce less efficient code. An alignment of 1 is always
5672 safe. The maximum possible alignment is ``1 << 29``.
5673
5674 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single metadata
5675 name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one ``i32`` entry of
5676 value 1. The existence of the ``!nontemporal`` metadata on the instruction
5677 tells the optimizer and code generator that this load is not expected to
5678 be reused in the cache. The code generator may select special
5679 instructions to save cache bandwidth, such as the MOVNT instruction on
5680 x86.
5681
5682 Semantics:
5683 """"""""""
5684
5685 The contents of memory are updated to contain ``<value>`` at the
5686 location specified by the ``<pointer>`` operand. If ``<value>`` is
5687 of scalar type then the number of bytes written does not exceed the
5688 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
5689 example, storing an ``i24`` writes at most three bytes. When writing a
5690 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
5691 of bytes, it is unspecified what happens to the extra bits that do not
5692 belong to the type, but they will typically be overwritten.
5693
5694 Example:
5695 """"""""
5696
5697 .. code-block:: llvm
5698
5699       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
5700       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
5701       %val = load i32* %ptr                           ; yields i32:val = i32 3
5702
5703 .. _i_fence:
5704
5705 '``fence``' Instruction
5706 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5707
5708 Syntax:
5709 """""""
5710
5711 ::
5712
5713       fence [singlethread] <ordering>                   ; yields void
5714
5715 Overview:
5716 """""""""
5717
5718 The '``fence``' instruction is used to introduce happens-before edges
5719 between operations.
5720
5721 Arguments:
5722 """"""""""
5723
5724 '``fence``' instructions take an :ref:`ordering <ordering>` argument which
5725 defines what *synchronizes-with* edges they add. They can only be given
5726 ``acquire``, ``release``, ``acq_rel``, and ``seq_cst`` orderings.
5727
5728 Semantics:
5729 """"""""""
5730
5731 A fence A which has (at least) ``release`` ordering semantics
5732 *synchronizes with* a fence B with (at least) ``acquire`` ordering
5733 semantics if and only if there exist atomic operations X and Y, both
5734 operating on some atomic object M, such that A is sequenced before X, X
5735 modifies M (either directly or through some side effect of a sequence
5736 headed by X), Y is sequenced before B, and Y observes M. This provides a
5737 *happens-before* dependency between A and B. Rather than an explicit
5738 ``fence``, one (but not both) of the atomic operations X or Y might
5739 provide a ``release`` or ``acquire`` (resp.) ordering constraint and
5740 still *synchronize-with* the explicit ``fence`` and establish the
5741 *happens-before* edge.
5742
5743 A ``fence`` which has ``seq_cst`` ordering, in addition to having both
5744 ``acquire`` and ``release`` semantics specified above, participates in
5745 the global program order of other ``seq_cst`` operations and/or fences.
5746
5747 The optional ":ref:`singlethread <singlethread>`" argument specifies
5748 that the fence only synchronizes with other fences in the same thread.
5749 (This is useful for interacting with signal handlers.)
5750
5751 Example:
5752 """"""""
5753
5754 .. code-block:: llvm
5755
5756       fence acquire                          ; yields void
5757       fence singlethread seq_cst             ; yields void
5758
5759 .. _i_cmpxchg:
5760
5761 '``cmpxchg``' Instruction
5762 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5763
5764 Syntax:
5765 """""""
5766
5767 ::
5768
5769       cmpxchg [weak] [volatile] <ty>* <pointer>, <ty> <cmp>, <ty> <new> [singlethread] <success ordering> <failure ordering> ; yields  { ty, i1 }
5770
5771 Overview:
5772 """""""""
5773
5774 The '``cmpxchg``' instruction is used to atomically modify memory. It
5775 loads a value in memory and compares it to a given value. If they are
5776 equal, it tries to store a new value into the memory.
5777
5778 Arguments:
5779 """"""""""
5780
5781 There are three arguments to the '``cmpxchg``' instruction: an address
5782 to operate on, a value to compare to the value currently be at that
5783 address, and a new value to place at that address if the compared values
5784 are equal. The type of '<cmp>' must be an integer type whose bit width
5785 is a power of two greater than or equal to eight and less than or equal
5786 to a target-specific size limit. '<cmp>' and '<new>' must have the same
5787 type, and the type of '<pointer>' must be a pointer to that type. If the
5788 ``cmpxchg`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not allowed
5789 to modify the number or order of execution of this ``cmpxchg`` with
5790 other :ref:`volatile operations <volatile>`.
5791
5792 The success and failure :ref:`ordering <ordering>` arguments specify how this
5793 ``cmpxchg`` synchronizes with other atomic operations. Both ordering parameters
5794 must be at least ``monotonic``, the ordering constraint on failure must be no
5795 stronger than that on success, and the failure ordering cannot be either
5796 ``release`` or ``acq_rel``.
5797
5798 The optional "``singlethread``" argument declares that the ``cmpxchg``
5799 is only atomic with respect to code (usually signal handlers) running in
5800 the same thread as the ``cmpxchg``. Otherwise the cmpxchg is atomic with
5801 respect to all other code in the system.
5802
5803 The pointer passed into cmpxchg must have alignment greater than or
5804 equal to the size in memory of the operand.
5805
5806 Semantics:
5807 """"""""""
5808
5809 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``' operand
5810 is read and compared to '``<cmp>``'; if the read value is the equal, the
5811 '``<new>``' is written. The original value at the location is returned, together
5812 with a flag indicating success (true) or failure (false).
5813
5814 If the cmpxchg operation is marked as ``weak`` then a spurious failure is
5815 permitted: the operation may not write ``<new>`` even if the comparison
5816 matched.
5817
5818 If the cmpxchg operation is strong (the default), the i1 value is 1 if and only
5819 if the value loaded equals ``cmp``.
5820
5821 A successful ``cmpxchg`` is a read-modify-write instruction for the purpose of
5822 identifying release sequences. A failed ``cmpxchg`` is equivalent to an atomic
5823 load with an ordering parameter determined the second ordering parameter.
5824
5825 Example:
5826 """"""""
5827
5828 .. code-block:: llvm
5829
5830     entry:
5831       %orig = atomic load i32* %ptr unordered                   ; yields i32
5832       br label %loop
5833
5834     loop:
5835       %cmp = phi i32 [ %orig, %entry ], [%old, %loop]
5836       %squared = mul i32 %cmp, %cmp
5837       %val_success = cmpxchg i32* %ptr, i32 %cmp, i32 %squared acq_rel monotonic ; yields  { i32, i1 }
5838       %value_loaded = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 0
5839       %success = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 1
5840       br i1 %success, label %done, label %loop
5841
5842     done:
5843       ...
5844
5845 .. _i_atomicrmw:
5846
5847 '``atomicrmw``' Instruction
5848 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5849
5850 Syntax:
5851 """""""
5852
5853 ::
5854
5855       atomicrmw [volatile] <operation> <ty>* <pointer>, <ty> <value> [singlethread] <ordering>                   ; yields ty
5856
5857 Overview:
5858 """""""""
5859
5860 The '``atomicrmw``' instruction is used to atomically modify memory.
5861
5862 Arguments:
5863 """"""""""
5864
5865 There are three arguments to the '``atomicrmw``' instruction: an
5866 operation to apply, an address whose value to modify, an argument to the
5867 operation. The operation must be one of the following keywords:
5868
5869 -  xchg
5870 -  add
5871 -  sub
5872 -  and
5873 -  nand
5874 -  or
5875 -  xor
5876 -  max
5877 -  min
5878 -  umax
5879 -  umin
5880
5881 The type of '<value>' must be an integer type whose bit width is a power
5882 of two greater than or equal to eight and less than or equal to a
5883 target-specific size limit. The type of the '``<pointer>``' operand must
5884 be a pointer to that type. If the ``atomicrmw`` is marked as
5885 ``volatile``, then the optimizer is not allowed to modify the number or
5886 order of execution of this ``atomicrmw`` with other :ref:`volatile
5887 operations <volatile>`.
5888
5889 Semantics:
5890 """"""""""
5891
5892 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``'
5893 operand are atomically read, modified, and written back. The original
5894 value at the location is returned. The modification is specified by the
5895 operation argument:
5896
5897 -  xchg: ``*ptr = val``
5898 -  add: ``*ptr = *ptr + val``
5899 -  sub: ``*ptr = *ptr - val``
5900 -  and: ``*ptr = *ptr & val``
5901 -  nand: ``*ptr = ~(*ptr & val)``
5902 -  or: ``*ptr = *ptr | val``
5903 -  xor: ``*ptr = *ptr ^ val``
5904 -  max: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
5905 -  min: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
5906 -  umax: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using an unsigned
5907    comparison)
5908 -  umin: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using an unsigned
5909    comparison)
5910
5911 Example:
5912 """"""""
5913
5914 .. code-block:: llvm
5915
5916       %old = atomicrmw add i32* %ptr, i32 1 acquire                        ; yields i32
5917
5918 .. _i_getelementptr:
5919
5920 '``getelementptr``' Instruction
5921 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5922
5923 Syntax:
5924 """""""
5925
5926 ::
5927
5928       <result> = getelementptr <pty>* <ptrval>{, <ty> <idx>}*
5929       <result> = getelementptr inbounds <pty>* <ptrval>{, <ty> <idx>}*
5930       <result> = getelementptr <ptr vector> ptrval, <vector index type> idx
5931
5932 Overview:
5933 """""""""
5934
5935 The '``getelementptr``' instruction is used to get the address of a
5936 subelement of an :ref:`aggregate <t_aggregate>` data structure. It performs
5937 address calculation only and does not access memory.
5938
5939 Arguments:
5940 """"""""""
5941
5942 The first argument is always a pointer or a vector of pointers, and
5943 forms the basis of the calculation. The remaining arguments are indices
5944 that indicate which of the elements of the aggregate object are indexed.
5945 The interpretation of each index is dependent on the type being indexed
5946 into. The first index always indexes the pointer value given as the
5947 first argument, the second index indexes a value of the type pointed to
5948 (not necessarily the value directly pointed to, since the first index
5949 can be non-zero), etc. The first type indexed into must be a pointer
5950 value, subsequent types can be arrays, vectors, and structs. Note that
5951 subsequent types being indexed into can never be pointers, since that
5952 would require loading the pointer before continuing calculation.
5953
5954 The type of each index argument depends on the type it is indexing into.
5955 When indexing into a (optionally packed) structure, only ``i32`` integer
5956 **constants** are allowed (when using a vector of indices they must all
5957 be the **same** ``i32`` integer constant). When indexing into an array,
5958 pointer or vector, integers of any width are allowed, and they are not
5959 required to be constant. These integers are treated as signed values
5960 where relevant.
5961
5962 For example, let's consider a C code fragment and how it gets compiled
5963 to LLVM:
5964
5965 .. code-block:: c
5966
5967     struct RT {
5968       char A;
5969       int B[10][20];
5970       char C;
5971     };
5972     struct ST {
5973       int X;
5974       double Y;
5975       struct RT Z;
5976     };
5977
5978     int *foo(struct ST *s) {
5979       return &s[1].Z.B[5][13];
5980     }
5981
5982 The LLVM code generated by Clang is:
5983
5984 .. code-block:: llvm
5985
5986     %struct.RT = type { i8, [10 x [20 x i32]], i8 }
5987     %struct.ST = type { i32, double, %struct.RT }
5988
5989     define i32* @foo(%struct.ST* %s) nounwind uwtable readnone optsize ssp {
5990     entry:
5991       %arrayidx = getelementptr inbounds %struct.ST* %s, i64 1, i32 2, i32 1, i64 5, i64 13
5992       ret i32* %arrayidx
5993     }
5994
5995 Semantics:
5996 """"""""""
5997
5998 In the example above, the first index is indexing into the
5999 '``%struct.ST*``' type, which is a pointer, yielding a '``%struct.ST``'
6000 = '``{ i32, double, %struct.RT }``' type, a structure. The second index
6001 indexes into the third element of the structure, yielding a
6002 '``%struct.RT``' = '``{ i8 , [10 x [20 x i32]], i8 }``' type, another
6003 structure. The third index indexes into the second element of the
6004 structure, yielding a '``[10 x [20 x i32]]``' type, an array. The two
6005 dimensions of the array are subscripted into, yielding an '``i32``'
6006 type. The '``getelementptr``' instruction returns a pointer to this
6007 element, thus computing a value of '``i32*``' type.
6008
6009 Note that it is perfectly legal to index partially through a structure,
6010 returning a pointer to an inner element. Because of this, the LLVM code
6011 for the given testcase is equivalent to:
6012
6013 .. code-block:: llvm
6014
6015     define i32* @foo(%struct.ST* %s) {
6016       %t1 = getelementptr %struct.ST* %s, i32 1                 ; yields %struct.ST*:%t1
6017       %t2 = getelementptr %struct.ST* %t1, i32 0, i32 2         ; yields %struct.RT*:%t2
6018       %t3 = getelementptr %struct.RT* %t2, i32 0, i32 1         ; yields [10 x [20 x i32]]*:%t3
6019       %t4 = getelementptr [10 x [20 x i32]]* %t3, i32 0, i32 5  ; yields [20 x i32]*:%t4
6020       %t5 = getelementptr [20 x i32]* %t4, i32 0, i32 13        ; yields i32*:%t5
6021       ret i32* %t5
6022     }
6023
6024 If the ``inbounds`` keyword is present, the result value of the
6025 ``getelementptr`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the base
6026 pointer is not an *in bounds* address of an allocated object, or if any
6027 of the addresses that would be formed by successive addition of the
6028 offsets implied by the indices to the base address with infinitely
6029 precise signed arithmetic are not an *in bounds* address of that
6030 allocated object. The *in bounds* addresses for an allocated object are
6031 all the addresses that point into the object, plus the address one byte
6032 past the end. In cases where the base is a vector of pointers the
6033 ``inbounds`` keyword applies to each of the computations element-wise.
6034
6035 If the ``inbounds`` keyword is not present, the offsets are added to the
6036 base address with silently-wrapping two's complement arithmetic. If the
6037 offsets have a different width from the pointer, they are sign-extended
6038 or truncated to the width of the pointer. The result value of the
6039 ``getelementptr`` may be outside the object pointed to by the base
6040 pointer. The result value may not necessarily be used to access memory
6041 though, even if it happens to point into allocated storage. See the
6042 :ref:`Pointer Aliasing Rules <pointeraliasing>` section for more
6043 information.
6044
6045 The getelementptr instruction is often confusing. For some more insight
6046 into how it works, see :doc:`the getelementptr FAQ <GetElementPtr>`.
6047
6048 Example:
6049 """"""""
6050
6051 .. code-block:: llvm
6052
6053         ; yields [12 x i8]*:aptr
6054         %aptr = getelementptr {i32, [12 x i8]}* %saptr, i64 0, i32 1
6055         ; yields i8*:vptr
6056         %vptr = getelementptr {i32, <2 x i8>}* %svptr, i64 0, i32 1, i32 1
6057         ; yields i8*:eptr
6058         %eptr = getelementptr [12 x i8]* %aptr, i64 0, i32 1
6059         ; yields i32*:iptr
6060         %iptr = getelementptr [10 x i32]* @arr, i16 0, i16 0
6061
6062 In cases where the pointer argument is a vector of pointers, each index
6063 must be a vector with the same number of elements. For example:
6064
6065 .. code-block:: llvm
6066
6067      %A = getelementptr <4 x i8*> %ptrs, <4 x i64> %offsets,
6068
6069 Conversion Operations
6070 ---------------------
6071
6072 The instructions in this category are the conversion instructions
6073 (casting) which all take a single operand and a type. They perform
6074 various bit conversions on the operand.
6075
6076 '``trunc .. to``' Instruction
6077 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6078
6079 Syntax:
6080 """""""
6081
6082 ::
6083
6084       <result> = trunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6085
6086 Overview:
6087 """""""""
6088
6089 The '``trunc``' instruction truncates its operand to the type ``ty2``.
6090
6091 Arguments:
6092 """"""""""
6093
6094 The '``trunc``' instruction takes a value to trunc, and a type to trunc
6095 it to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors
6096 of the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
6097 larger than the bit size of the destination type, ``ty2``. Equal sized
6098 types are not allowed.
6099
6100 Semantics:
6101 """"""""""
6102
6103 The '``trunc``' instruction truncates the high order bits in ``value``
6104 and converts the remaining bits to ``ty2``. Since the source size must
6105 be larger than the destination size, ``trunc`` cannot be a *no-op cast*.
6106 It will always truncate bits.
6107
6108 Example:
6109 """"""""
6110
6111 .. code-block:: llvm
6112
6113       %X = trunc i32 257 to i8                        ; yields i8:1
6114       %Y = trunc i32 123 to i1                        ; yields i1:true
6115       %Z = trunc i32 122 to i1                        ; yields i1:false
6116       %W = trunc <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i8> ; yields <i8 8, i8 7>
6117
6118 '``zext .. to``' Instruction
6119 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6120
6121 Syntax:
6122 """""""
6123
6124 ::
6125
6126       <result> = zext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6127
6128 Overview:
6129 """""""""
6130
6131 The '``zext``' instruction zero extends its operand to type ``ty2``.
6132
6133 Arguments:
6134 """"""""""
6135
6136 The '``zext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
6137 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
6138 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
6139 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
6140
6141 Semantics:
6142 """"""""""
6143
6144 The ``zext`` fills the high order bits of the ``value`` with zero bits
6145 until it reaches the size of the destination type, ``ty2``.
6146
6147 When zero extending from i1, the result will always be either 0 or 1.
6148
6149 Example:
6150 """"""""
6151
6152 .. code-block:: llvm
6153
6154       %X = zext i32 257 to i64              ; yields i64:257
6155       %Y = zext i1 true to i32              ; yields i32:1
6156       %Z = zext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
6157
6158 '``sext .. to``' Instruction
6159 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6160
6161 Syntax:
6162 """""""
6163
6164 ::
6165
6166       <result> = sext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6167
6168 Overview:
6169 """""""""
6170
6171 The '``sext``' sign extends ``value`` to the type ``ty2``.
6172
6173 Arguments:
6174 """"""""""
6175
6176 The '``sext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
6177 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
6178 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
6179 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
6180
6181 Semantics:
6182 """"""""""
6183
6184 The '``sext``' instruction performs a sign extension by copying the sign
6185 bit (highest order bit) of the ``value`` until it reaches the bit size
6186 of the type ``ty2``.
6187
6188 When sign extending from i1, the extension always results in -1 or 0.
6189
6190 Example:
6191 """"""""
6192
6193 .. code-block:: llvm
6194
6195       %X = sext i8  -1 to i16              ; yields i16   :65535
6196       %Y = sext i1 true to i32             ; yields i32:-1
6197       %Z = sext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
6198
6199 '``fptrunc .. to``' Instruction
6200 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6201
6202 Syntax:
6203 """""""
6204
6205 ::
6206
6207       <result> = fptrunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6208
6209 Overview:
6210 """""""""
6211
6212 The '``fptrunc``' instruction truncates ``value`` to type ``ty2``.
6213
6214 Arguments:
6215 """"""""""
6216
6217 The '``fptrunc``' instruction takes a :ref:`floating point <t_floating>`
6218 value to cast and a :ref:`floating point <t_floating>` type to cast it to.
6219 The size of ``value`` must be larger than the size of ``ty2``. This
6220 implies that ``fptrunc`` cannot be used to make a *no-op cast*.
6221
6222 Semantics:
6223 """"""""""
6224
6225 The '``fptrunc``' instruction truncates a ``value`` from a larger
6226 :ref:`floating point <t_floating>` type to a smaller :ref:`floating
6227 point <t_floating>` type. If the value cannot fit within the
6228 destination type, ``ty2``, then the results are undefined.
6229
6230 Example:
6231 """"""""
6232
6233 .. code-block:: llvm
6234
6235       %X = fptrunc double 123.0 to float         ; yields float:123.0
6236       %Y = fptrunc double 1.0E+300 to float      ; yields undefined
6237
6238 '``fpext .. to``' Instruction
6239 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6240
6241 Syntax:
6242 """""""
6243
6244 ::
6245
6246       <result> = fpext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6247
6248 Overview:
6249 """""""""
6250
6251 The '``fpext``' extends a floating point ``value`` to a larger floating
6252 point value.
6253
6254 Arguments:
6255 """"""""""
6256
6257 The '``fpext``' instruction takes a :ref:`floating point <t_floating>`
6258 ``value`` to cast, and a :ref:`floating point <t_floating>` type to cast it
6259 to. The source type must be smaller than the destination type.
6260
6261 Semantics:
6262 """"""""""
6263
6264 The '``fpext``' instruction extends the ``value`` from a smaller
6265 :ref:`floating point <t_floating>` type to a larger :ref:`floating
6266 point <t_floating>` type. The ``fpext`` cannot be used to make a
6267 *no-op cast* because it always changes bits. Use ``bitcast`` to make a
6268 *no-op cast* for a floating point cast.
6269
6270 Example:
6271 """"""""
6272
6273 .. code-block:: llvm
6274
6275       %X = fpext float 3.125 to double         ; yields double:3.125000e+00
6276       %Y = fpext double %X to fp128            ; yields fp128:0xL00000000000000004000900000000000
6277
6278 '``fptoui .. to``' Instruction
6279 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6280
6281 Syntax:
6282 """""""
6283
6284 ::
6285
6286       <result> = fptoui <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6287
6288 Overview:
6289 """""""""
6290
6291 The '``fptoui``' converts a floating point ``value`` to its unsigned
6292 integer equivalent of type ``ty2``.
6293
6294 Arguments:
6295 """"""""""
6296
6297 The '``fptoui``' instruction takes a value to cast, which must be a
6298 scalar or vector :ref:`floating point <t_floating>` value, and a type to
6299 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
6300 ``ty`` is a vector floating point type, ``ty2`` must be a vector integer
6301 type with the same number of elements as ``ty``
6302
6303 Semantics:
6304 """"""""""
6305
6306 The '``fptoui``' instruction converts its :ref:`floating
6307 point <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
6308 unsigned integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the results
6309 are undefined.
6310
6311 Example:
6312 """"""""
6313
6314 .. code-block:: llvm
6315
6316       %X = fptoui double 123.0 to i32      ; yields i32:123
6317       %Y = fptoui float 1.0E+300 to i1     ; yields undefined:1
6318       %Z = fptoui float 1.04E+17 to i8     ; yields undefined:1
6319
6320 '``fptosi .. to``' Instruction
6321 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6322
6323 Syntax:
6324 """""""
6325
6326 ::
6327
6328       <result> = fptosi <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6329
6330 Overview:
6331 """""""""
6332
6333 The '``fptosi``' instruction converts :ref:`floating point <t_floating>`
6334 ``value`` to type ``ty2``.
6335
6336 Arguments:
6337 """"""""""
6338
6339 The '``fptosi``' instruction takes a value to cast, which must be a
6340 scalar or vector :ref:`floating point <t_floating>` value, and a type to
6341 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
6342 ``ty`` is a vector floating point type, ``ty2`` must be a vector integer
6343 type with the same number of elements as ``ty``
6344
6345 Semantics:
6346 """"""""""
6347
6348 The '``fptosi``' instruction converts its :ref:`floating
6349 point <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
6350 signed integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the results
6351 are undefined.
6352
6353 Example:
6354 """"""""
6355
6356 .. code-block:: llvm
6357
6358       %X = fptosi double -123.0 to i32      ; yields i32:-123
6359       %Y = fptosi float 1.0E-247 to i1      ; yields undefined:1
6360       %Z = fptosi float 1.04E+17 to i8      ; yields undefined:1
6361
6362 '``uitofp .. to``' Instruction
6363 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6364
6365 Syntax:
6366 """""""
6367
6368 ::
6369
6370       <result> = uitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6371
6372 Overview:
6373 """""""""
6374
6375 The '``uitofp``' instruction regards ``value`` as an unsigned integer
6376 and converts that value to the ``ty2`` type.
6377
6378 Arguments:
6379 """"""""""
6380
6381 The '``uitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
6382 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
6383 ``ty2``, which must be an :ref:`floating point <t_floating>` type. If
6384 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating point
6385 type with the same number of elements as ``ty``
6386
6387 Semantics:
6388 """"""""""
6389
6390 The '``uitofp``' instruction interprets its operand as an unsigned
6391 integer quantity and converts it to the corresponding floating point
6392 value. If the value cannot fit in the floating point value, the results
6393 are undefined.
6394
6395 Example:
6396 """"""""
6397
6398 .. code-block:: llvm
6399
6400       %X = uitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
6401       %Y = uitofp i8 -1 to double          ; yields double:255.0
6402
6403 '``sitofp .. to``' Instruction
6404 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6405
6406 Syntax:
6407 """""""
6408
6409 ::
6410
6411       <result> = sitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6412
6413 Overview:
6414 """""""""
6415
6416 The '``sitofp``' instruction regards ``value`` as a signed integer and
6417 converts that value to the ``ty2`` type.
6418
6419 Arguments:
6420 """"""""""
6421
6422 The '``sitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
6423 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
6424 ``ty2``, which must be an :ref:`floating point <t_floating>` type. If
6425 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating point
6426 type with the same number of elements as ``ty``
6427
6428 Semantics:
6429 """"""""""
6430
6431 The '``sitofp``' instruction interprets its operand as a signed integer
6432 quantity and converts it to the corresponding floating point value. If
6433 the value cannot fit in the floating point value, the results are
6434 undefined.
6435
6436 Example:
6437 """"""""
6438
6439 .. code-block:: llvm
6440
6441       %X = sitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
6442       %Y = sitofp i8 -1 to double          ; yields double:-1.0
6443
6444 .. _i_ptrtoint:
6445
6446 '``ptrtoint .. to``' Instruction
6447 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6448
6449 Syntax:
6450 """""""
6451
6452 ::
6453
6454       <result> = ptrtoint <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6455
6456 Overview:
6457 """""""""
6458
6459 The '``ptrtoint``' instruction converts the pointer or a vector of
6460 pointers ``value`` to the integer (or vector of integers) type ``ty2``.
6461
6462 Arguments:
6463 """"""""""
6464
6465 The '``ptrtoint``' instruction takes a ``value`` to cast, which must be
6466 a a value of type :ref:`pointer <t_pointer>` or a vector of pointers, and a
6467 type to cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` or
6468 a vector of integers type.
6469
6470 Semantics:
6471 """"""""""
6472
6473 The '``ptrtoint``' instruction converts ``value`` to integer type
6474 ``ty2`` by interpreting the pointer value as an integer and either
6475 truncating or zero extending that value to the size of the integer type.
6476 If ``value`` is smaller than ``ty2`` then a zero extension is done. If
6477 ``value`` is larger than ``ty2`` then a truncation is done. If they are
6478 the same size, then nothing is done (*no-op cast*) other than a type
6479 change.
6480
6481 Example:
6482 """"""""
6483
6484 .. code-block:: llvm
6485
6486       %X = ptrtoint i32* %P to i8                         ; yields truncation on 32-bit architecture
6487       %Y = ptrtoint i32* %P to i64                        ; yields zero extension on 32-bit architecture
6488       %Z = ptrtoint <4 x i32*> %P to <4 x i64>; yields vector zero extension for a vector of addresses on 32-bit architecture
6489
6490 .. _i_inttoptr:
6491
6492 '``inttoptr .. to``' Instruction
6493 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6494
6495 Syntax:
6496 """""""
6497
6498 ::
6499
6500       <result> = inttoptr <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6501
6502 Overview:
6503 """""""""
6504
6505 The '``inttoptr``' instruction converts an integer ``value`` to a
6506 pointer type, ``ty2``.
6507
6508 Arguments:
6509 """"""""""
6510
6511 The '``inttoptr``' instruction takes an :ref:`integer <t_integer>` value to
6512 cast, and a type to cast it to, which must be a :ref:`pointer <t_pointer>`
6513 type.
6514
6515 Semantics:
6516 """"""""""
6517
6518 The '``inttoptr``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` by
6519 applying either a zero extension or a truncation depending on the size
6520 of the integer ``value``. If ``value`` is larger than the size of a
6521 pointer then a truncation is done. If ``value`` is smaller than the size
6522 of a pointer then a zero extension is done. If they are the same size,
6523 nothing is done (*no-op cast*).
6524
6525 Example:
6526 """"""""
6527
6528 .. code-block:: llvm
6529
6530       %X = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields zero extension on 64-bit architecture
6531       %Y = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields no-op on 32-bit architecture
6532       %Z = inttoptr i64 0 to i32*            ; yields truncation on 32-bit architecture
6533       %Z = inttoptr <4 x i32> %G to <4 x i8*>; yields truncation of vector G to four pointers
6534
6535 .. _i_bitcast:
6536
6537 '``bitcast .. to``' Instruction
6538 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6539
6540 Syntax:
6541 """""""
6542
6543 ::
6544
6545       <result> = bitcast <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6546
6547 Overview:
6548 """""""""
6549
6550 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` without
6551 changing any bits.
6552
6553 Arguments:
6554 """"""""""
6555
6556 The '``bitcast``' instruction takes a value to cast, which must be a
6557 non-aggregate first class value, and a type to cast it to, which must
6558 also be a non-aggregate :ref:`first class <t_firstclass>` type. The
6559 bit sizes of ``value`` and the destination type, ``ty2``, must be
6560 identical.  If the source type is a pointer, the destination type must
6561 also be a pointer of the same size. This instruction supports bitwise
6562 conversion of vectors to integers and to vectors of other types (as
6563 long as they have the same size).
6564
6565 Semantics:
6566 """"""""""
6567
6568 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2``. It
6569 is always a *no-op cast* because no bits change with this
6570 conversion. The conversion is done as if the ``value`` had been stored
6571 to memory and read back as type ``ty2``. Pointer (or vector of
6572 pointers) types may only be converted to other pointer (or vector of
6573 pointers) types with the same address space through this instruction.
6574 To convert pointers to other types, use the :ref:`inttoptr <i_inttoptr>`
6575 or :ref:`ptrtoint <i_ptrtoint>` instructions first.
6576
6577 Example:
6578 """"""""
6579
6580 .. code-block:: llvm
6581
6582       %X = bitcast i8 255 to i8              ; yields i8 :-1
6583       %Y = bitcast i32* %x to sint*          ; yields sint*:%x
6584       %Z = bitcast <2 x int> %V to i64;        ; yields i64: %V
6585       %Z = bitcast <2 x i32*> %V to <2 x i64*> ; yields <2 x i64*>
6586
6587 .. _i_addrspacecast:
6588
6589 '``addrspacecast .. to``' Instruction
6590 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6591
6592 Syntax:
6593 """""""
6594
6595 ::
6596
6597       <result> = addrspacecast <pty> <ptrval> to <pty2>       ; yields pty2
6598
6599 Overview:
6600 """""""""
6601
6602 The '``addrspacecast``' instruction converts ``ptrval`` from ``pty`` in
6603 address space ``n`` to type ``pty2`` in address space ``m``.
6604
6605 Arguments:
6606 """"""""""
6607
6608 The '``addrspacecast``' instruction takes a pointer or vector of pointer value
6609 to cast and a pointer type to cast it to, which must have a different
6610 address space.
6611
6612 Semantics:
6613 """"""""""
6614
6615 The '``addrspacecast``' instruction converts the pointer value
6616 ``ptrval`` to type ``pty2``. It can be a *no-op cast* or a complex
6617 value modification, depending on the target and the address space
6618 pair. Pointer conversions within the same address space must be
6619 performed with the ``bitcast`` instruction. Note that if the address space
6620 conversion is legal then both result and operand refer to the same memory
6621 location.
6622
6623 Example:
6624 """"""""
6625
6626 .. code-block:: llvm
6627
6628       %X = addrspacecast i32* %x to i32 addrspace(1)*    ; yields i32 addrspace(1)*:%x
6629       %Y = addrspacecast i32 addrspace(1)* %y to i64 addrspace(2)*    ; yields i64 addrspace(2)*:%y
6630       %Z = addrspacecast <4 x i32*> %z to <4 x float addrspace(3)*>   ; yields <4 x float addrspace(3)*>:%z
6631
6632 .. _otherops:
6633
6634 Other Operations
6635 ----------------
6636
6637 The instructions in this category are the "miscellaneous" instructions,
6638 which defy better classification.
6639
6640 .. _i_icmp:
6641
6642 '``icmp``' Instruction
6643 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6644
6645 Syntax:
6646 """""""
6647
6648 ::
6649
6650       <result> = icmp <cond> <ty> <op1>, <op2>   ; yields i1 or <N x i1>:result
6651
6652 Overview:
6653 """""""""
6654
6655 The '``icmp``' instruction returns a boolean value or a vector of
6656 boolean values based on comparison of its two integer, integer vector,
6657 pointer, or pointer vector operands.
6658
6659 Arguments:
6660 """"""""""
6661
6662 The '``icmp``' instruction takes three operands. The first operand is
6663 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
6664 not a value, just a keyword. The possible condition code are:
6665
6666 #. ``eq``: equal
6667 #. ``ne``: not equal
6668 #. ``ugt``: unsigned greater than
6669 #. ``uge``: unsigned greater or equal
6670 #. ``ult``: unsigned less than
6671 #. ``ule``: unsigned less or equal
6672 #. ``sgt``: signed greater than
6673 #. ``sge``: signed greater or equal
6674 #. ``slt``: signed less than
6675 #. ``sle``: signed less or equal
6676
6677 The remaining two arguments must be :ref:`integer <t_integer>` or
6678 :ref:`pointer <t_pointer>` or integer :ref:`vector <t_vector>` typed. They
6679 must also be identical types.
6680
6681 Semantics:
6682 """"""""""
6683
6684 The '``icmp``' compares ``op1`` and ``op2`` according to the condition
6685 code given as ``cond``. The comparison performed always yields either an
6686 :ref:`i1 <t_integer>` or vector of ``i1`` result, as follows:
6687
6688 #. ``eq``: yields ``true`` if the operands are equal, ``false``
6689    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
6690 #. ``ne``: yields ``true`` if the operands are unequal, ``false``
6691    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
6692 #. ``ugt``: interprets the operands as unsigned values and yields
6693    ``true`` if ``op1`` is greater than ``op2``.
6694 #. ``uge``: interprets the operands as unsigned values and yields
6695    ``true`` if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
6696 #. ``ult``: interprets the operands as unsigned values and yields
6697    ``true`` if ``op1`` is less than ``op2``.
6698 #. ``ule``: interprets the operands as unsigned values and yields
6699    ``true`` if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
6700 #. ``sgt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
6701    if ``op1`` is greater than ``op2``.
6702 #. ``sge``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
6703    if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
6704 #. ``slt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
6705    if ``op1`` is less than ``op2``.
6706 #. ``sle``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
6707    if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
6708
6709 If the operands are :ref:`pointer <t_pointer>` typed, the pointer values
6710 are compared as if they were integers.
6711
6712 If the operands are integer vectors, then they are compared element by
6713 element. The result is an ``i1`` vector with the same number of elements
6714 as the values being compared. Otherwise, the result is an ``i1``.
6715
6716 Example:
6717 """"""""
6718
6719 .. code-block:: llvm
6720
6721       <result> = icmp eq i32 4, 5          ; yields: result=false
6722       <result> = icmp ne float* %X, %X     ; yields: result=false
6723       <result> = icmp ult i16  4, 5        ; yields: result=true
6724       <result> = icmp sgt i16  4, 5        ; yields: result=false
6725       <result> = icmp ule i16 -4, 5        ; yields: result=false
6726       <result> = icmp sge i16  4, 5        ; yields: result=false
6727
6728 Note that the code generator does not yet support vector types with the
6729 ``icmp`` instruction.
6730
6731 .. _i_fcmp:
6732
6733 '``fcmp``' Instruction
6734 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6735
6736 Syntax:
6737 """""""
6738
6739 ::
6740
6741       <result> = fcmp <cond> <ty> <op1>, <op2>     ; yields i1 or <N x i1>:result
6742
6743 Overview:
6744 """""""""
6745
6746 The '``fcmp``' instruction returns a boolean value or vector of boolean
6747 values based on comparison of its operands.
6748
6749 If the operands are floating point scalars, then the result type is a
6750 boolean (:ref:`i1 <t_integer>`).
6751
6752 If the operands are floating point vectors, then the result type is a
6753 vector of boolean with the same number of elements as the operands being
6754 compared.
6755
6756 Arguments:
6757 """"""""""
6758
6759 The '``fcmp``' instruction takes three operands. The first operand is
6760 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
6761 not a value, just a keyword. The possible condition code are:
6762
6763 #. ``false``: no comparison, always returns false
6764 #. ``oeq``: ordered and equal
6765 #. ``ogt``: ordered and greater than
6766 #. ``oge``: ordered and greater than or equal
6767 #. ``olt``: ordered and less than
6768 #. ``ole``: ordered and less than or equal
6769 #. ``one``: ordered and not equal
6770 #. ``ord``: ordered (no nans)
6771 #. ``ueq``: unordered or equal
6772 #. ``ugt``: unordered or greater than
6773 #. ``uge``: unordered or greater than or equal
6774 #. ``ult``: unordered or less than
6775 #. ``ule``: unordered or less than or equal
6776 #. ``une``: unordered or not equal
6777 #. ``uno``: unordered (either nans)
6778 #. ``true``: no comparison, always returns true
6779
6780 *Ordered* means that neither operand is a QNAN while *unordered* means
6781 that either operand may be a QNAN.
6782
6783 Each of ``val1`` and ``val2`` arguments must be either a :ref:`floating
6784 point <t_floating>` type or a :ref:`vector <t_vector>` of floating point
6785 type. They must have identical types.
6786
6787 Semantics:
6788 """"""""""
6789
6790 The '``fcmp``' instruction compares ``op1`` and ``op2`` according to the
6791 condition code given as ``cond``. If the operands are vectors, then the
6792 vectors are compared element by element. Each comparison performed
6793 always yields an :ref:`i1 <t_integer>` result, as follows:
6794
6795 #. ``false``: always yields ``false``, regardless of operands.
6796 #. ``oeq``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6797    is equal to ``op2``.
6798 #. ``ogt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6799    is greater than ``op2``.
6800 #. ``oge``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6801    is greater than or equal to ``op2``.
6802 #. ``olt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6803    is less than ``op2``.
6804 #. ``ole``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6805    is less than or equal to ``op2``.
6806 #. ``one``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6807    is not equal to ``op2``.
6808 #. ``ord``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN.
6809 #. ``ueq``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6810    equal to ``op2``.
6811 #. ``ugt``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6812    greater than ``op2``.
6813 #. ``uge``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6814    greater than or equal to ``op2``.
6815 #. ``ult``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6816    less than ``op2``.
6817 #. ``ule``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6818    less than or equal to ``op2``.
6819 #. ``une``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6820    not equal to ``op2``.
6821 #. ``uno``: yields ``true`` if either operand is a QNAN.
6822 #. ``true``: always yields ``true``, regardless of operands.
6823
6824 Example:
6825 """"""""
6826
6827 .. code-block:: llvm
6828
6829       <result> = fcmp oeq float 4.0, 5.0    ; yields: result=false
6830       <result> = fcmp one float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
6831       <result> = fcmp olt float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
6832       <result> = fcmp ueq double 1.0, 2.0   ; yields: result=false
6833
6834 Note that the code generator does not yet support vector types with the
6835 ``fcmp`` instruction.
6836
6837 .. _i_phi:
6838
6839 '``phi``' Instruction
6840 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6841
6842 Syntax:
6843 """""""
6844
6845 ::
6846
6847       <result> = phi <ty> [ <val0>, <label0>], ...
6848
6849 Overview:
6850 """""""""
6851
6852 The '``phi``' instruction is used to implement the Ï† node in the SSA
6853 graph representing the function.
6854
6855 Arguments:
6856 """"""""""
6857
6858 The type of the incoming values is specified with the first type field.
6859 After this, the '``phi``' instruction takes a list of pairs as
6860 arguments, with one pair for each predecessor basic block of the current
6861 block. Only values of :ref:`first class <t_firstclass>` type may be used as
6862 the value arguments to the PHI node. Only labels may be used as the
6863 label arguments.
6864
6865 There must be no non-phi instructions between the start of a basic block
6866 and the PHI instructions: i.e. PHI instructions must be first in a basic
6867 block.
6868
6869 For the purposes of the SSA form, the use of each incoming value is
6870 deemed to occur on the edge from the corresponding predecessor block to
6871 the current block (but after any definition of an '``invoke``'
6872 instruction's return value on the same edge).
6873
6874 Semantics:
6875 """"""""""
6876
6877 At runtime, the '``phi``' instruction logically takes on the value
6878 specified by the pair corresponding to the predecessor basic block that
6879 executed just prior to the current block.
6880
6881 Example:
6882 """"""""
6883
6884 .. code-block:: llvm
6885
6886     Loop:       ; Infinite loop that counts from 0 on up...
6887       %indvar = phi i32 [ 0, %LoopHeader ], [ %nextindvar, %Loop ]
6888       %nextindvar = add i32 %indvar, 1
6889       br label %Loop
6890
6891 .. _i_select:
6892
6893 '``select``' Instruction
6894 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6895
6896 Syntax:
6897 """""""
6898
6899 ::
6900
6901       <result> = select selty <cond>, <ty> <val1>, <ty> <val2>             ; yields ty
6902
6903       selty is either i1 or {<N x i1>}
6904
6905 Overview:
6906 """""""""
6907
6908 The '``select``' instruction is used to choose one value based on a
6909 condition, without IR-level branching.
6910
6911 Arguments:
6912 """"""""""
6913
6914 The '``select``' instruction requires an 'i1' value or a vector of 'i1'
6915 values indicating the condition, and two values of the same :ref:`first
6916 class <t_firstclass>` type. If the val1/val2 are vectors and the
6917 condition is a scalar, then entire vectors are selected, not individual
6918 elements.
6919
6920 Semantics:
6921 """"""""""
6922
6923 If the condition is an i1 and it evaluates to 1, the instruction returns
6924 the first value argument; otherwise, it returns the second value
6925 argument.
6926
6927 If the condition is a vector of i1, then the value arguments must be
6928 vectors of the same size, and the selection is done element by element.
6929
6930 Example:
6931 """"""""
6932
6933 .. code-block:: llvm
6934
6935       %X = select i1 true, i8 17, i8 42          ; yields i8:17
6936
6937 .. _i_call:
6938
6939 '``call``' Instruction
6940 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6941
6942 Syntax:
6943 """""""
6944
6945 ::
6946
6947       <result> = [tail | musttail] call [cconv] [ret attrs] <ty> [<fnty>*] <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
6948
6949 Overview:
6950 """""""""
6951
6952 The '``call``' instruction represents a simple function call.
6953
6954 Arguments:
6955 """"""""""
6956
6957 This instruction requires several arguments:
6958
6959 #. The optional ``tail`` and ``musttail`` markers indicate that the optimizers
6960    should perform tail call optimization.  The ``tail`` marker is a hint that
6961    `can be ignored <CodeGenerator.html#sibcallopt>`_.  The ``musttail`` marker
6962    means that the call must be tail call optimized in order for the program to
6963    be correct.  The ``musttail`` marker provides these guarantees:
6964
6965    #. The call will not cause unbounded stack growth if it is part of a
6966       recursive cycle in the call graph.
6967    #. Arguments with the :ref:`inalloca <attr_inalloca>` attribute are
6968       forwarded in place.
6969
6970    Both markers imply that the callee does not access allocas or varargs from
6971    the caller.  Calls marked ``musttail`` must obey the following additional
6972    rules:
6973
6974    - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction,
6975      or a pointer bitcast followed by a ret instruction.
6976    - The ret instruction must return the (possibly bitcasted) value
6977      produced by the call or void.
6978    - The caller and callee prototypes must match.  Pointer types of
6979      parameters or return types may differ in pointee type, but not
6980      in address space.
6981    - The calling conventions of the caller and callee must match.
6982    - All ABI-impacting function attributes, such as sret, byval, inreg,
6983      returned, and inalloca, must match.
6984    - The callee must be varargs iff the caller is varargs. Bitcasting a
6985      non-varargs function to the appropriate varargs type is legal so
6986      long as the non-varargs prefixes obey the other rules.
6987
6988    Tail call optimization for calls marked ``tail`` is guaranteed to occur if
6989    the following conditions are met:
6990
6991    -  Caller and callee both have the calling convention ``fastcc``.
6992    -  The call is in tail position (ret immediately follows call and ret
6993       uses value of call or is void).
6994    -  Option ``-tailcallopt`` is enabled, or
6995       ``llvm::GuaranteedTailCallOpt`` is ``true``.
6996    -  `Platform-specific constraints are
6997       met. <CodeGenerator.html#tailcallopt>`_
6998
6999 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
7000    convention <callingconv>` the call should use. If none is
7001    specified, the call defaults to using C calling conventions. The
7002    calling convention of the call must match the calling convention of
7003    the target function, or else the behavior is undefined.
7004 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
7005    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
7006    are valid here.
7007 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
7008    type of the return value. Functions that return no value are marked
7009    ``void``.
7010 #. '``fnty``': shall be the signature of the pointer to function value
7011    being invoked. The argument types must match the types implied by
7012    this signature. This type can be omitted if the function is not
7013    varargs and if the function type does not return a pointer to a
7014    function.
7015 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
7016    be invoked. In most cases, this is a direct function invocation, but
7017    indirect ``call``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
7018    to function value.
7019 #. '``function args``': argument list whose types match the function
7020    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
7021    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
7022    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
7023    extra arguments can be specified.
7024 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list. Only
7025    '``noreturn``', '``nounwind``', '``readonly``' and '``readnone``'
7026    attributes are valid here.
7027
7028 Semantics:
7029 """"""""""
7030
7031 The '``call``' instruction is used to cause control flow to transfer to
7032 a specified function, with its incoming arguments bound to the specified
7033 values. Upon a '``ret``' instruction in the called function, control
7034 flow continues with the instruction after the function call, and the
7035 return value of the function is bound to the result argument.
7036
7037 Example:
7038 """"""""
7039
7040 .. code-block:: llvm
7041
7042       %retval = call i32 @test(i32 %argc)
7043       call i32 (i8*, ...)* @printf(i8* %msg, i32 12, i8 42)        ; yields i32
7044       %X = tail call i32 @foo()                                    ; yields i32
7045       %Y = tail call fastcc i32 @foo()  ; yields i32
7046       call void %foo(i8 97 signext)
7047
7048       %struct.A = type { i32, i8 }
7049       %r = call %struct.A @foo()                        ; yields { i32, i8 }
7050       %gr = extractvalue %struct.A %r, 0                ; yields i32
7051       %gr1 = extractvalue %struct.A %r, 1               ; yields i8
7052       %Z = call void @foo() noreturn                    ; indicates that %foo never returns normally
7053       %ZZ = call zeroext i32 @bar()                     ; Return value is %zero extended
7054
7055 llvm treats calls to some functions with names and arguments that match
7056 the standard C99 library as being the C99 library functions, and may
7057 perform optimizations or generate code for them under that assumption.
7058 This is something we'd like to change in the future to provide better
7059 support for freestanding environments and non-C-based languages.
7060
7061 .. _i_va_arg:
7062
7063 '``va_arg``' Instruction
7064 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7065
7066 Syntax:
7067 """""""
7068
7069 ::
7070
7071       <resultval> = va_arg <va_list*> <arglist>, <argty>
7072
7073 Overview:
7074 """""""""
7075
7076 The '``va_arg``' instruction is used to access arguments passed through
7077 the "variable argument" area of a function call. It is used to implement
7078 the ``va_arg`` macro in C.
7079
7080 Arguments:
7081 """"""""""
7082
7083 This instruction takes a ``va_list*`` value and the type of the
7084 argument. It returns a value of the specified argument type and
7085 increments the ``va_list`` to point to the next argument. The actual
7086 type of ``va_list`` is target specific.
7087
7088 Semantics:
7089 """"""""""
7090
7091 The '``va_arg``' instruction loads an argument of the specified type
7092 from the specified ``va_list`` and causes the ``va_list`` to point to
7093 the next argument. For more information, see the variable argument
7094 handling :ref:`Intrinsic Functions <int_varargs>`.
7095
7096 It is legal for this instruction to be called in a function which does
7097 not take a variable number of arguments, for example, the ``vfprintf``
7098 function.
7099
7100 ``va_arg`` is an LLVM instruction instead of an :ref:`intrinsic
7101 function <intrinsics>` because it takes a type as an argument.
7102
7103 Example:
7104 """"""""
7105
7106 See the :ref:`variable argument processing <int_varargs>` section.
7107
7108 Note that the code generator does not yet fully support va\_arg on many
7109 targets. Also, it does not currently support va\_arg with aggregate
7110 types on any target.
7111
7112 .. _i_landingpad:
7113
7114 '``landingpad``' Instruction
7115 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7116
7117 Syntax:
7118 """""""
7119
7120 ::
7121
7122       <resultval> = landingpad <resultty> personality <type> <pers_fn> <clause>+
7123       <resultval> = landingpad <resultty> personality <type> <pers_fn> cleanup <clause>*
7124
7125       <clause> := catch <type> <value>
7126       <clause> := filter <array constant type> <array constant>
7127
7128 Overview:
7129 """""""""
7130
7131 The '``landingpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
7132 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
7133 is a landing pad --- one where the exception lands, and corresponds to the
7134 code found in the ``catch`` portion of a ``try``/``catch`` sequence. It
7135 defines values supplied by the personality function (``pers_fn``) upon
7136 re-entry to the function. The ``resultval`` has the type ``resultty``.
7137
7138 Arguments:
7139 """"""""""
7140
7141 This instruction takes a ``pers_fn`` value. This is the personality
7142 function associated with the unwinding mechanism. The optional
7143 ``cleanup`` flag indicates that the landing pad block is a cleanup.
7144
7145 A ``clause`` begins with the clause type --- ``catch`` or ``filter`` --- and
7146 contains the global variable representing the "type" that may be caught
7147 or filtered respectively. Unlike the ``catch`` clause, the ``filter``
7148 clause takes an array constant as its argument. Use
7149 "``[0 x i8**] undef``" for a filter which cannot throw. The
7150 '``landingpad``' instruction must contain *at least* one ``clause`` or
7151 the ``cleanup`` flag.
7152
7153 Semantics:
7154 """"""""""
7155
7156 The '``landingpad``' instruction defines the values which are set by the
7157 personality function (``pers_fn``) upon re-entry to the function, and
7158 therefore the "result type" of the ``landingpad`` instruction. As with
7159 calling conventions, how the personality function results are
7160 represented in LLVM IR is target specific.
7161
7162 The clauses are applied in order from top to bottom. If two
7163 ``landingpad`` instructions are merged together through inlining, the
7164 clauses from the calling function are appended to the list of clauses.
7165 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
7166 the exception is compared against each ``clause`` in turn. If it doesn't
7167 match any of the clauses, and the ``cleanup`` flag is not set, then
7168 unwinding continues further up the call stack.
7169
7170 The ``landingpad`` instruction has several restrictions:
7171
7172 -  A landing pad block is a basic block which is the unwind destination
7173    of an '``invoke``' instruction.
7174 -  A landing pad block must have a '``landingpad``' instruction as its
7175    first non-PHI instruction.
7176 -  There can be only one '``landingpad``' instruction within the landing
7177    pad block.
7178 -  A basic block that is not a landing pad block may not include a
7179    '``landingpad``' instruction.
7180 -  All '``landingpad``' instructions in a function must have the same
7181    personality function.
7182
7183 Example:
7184 """"""""
7185
7186 .. code-block:: llvm
7187
7188       ;; A landing pad which can catch an integer.
7189       %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
7190                catch i8** @_ZTIi
7191       ;; A landing pad that is a cleanup.
7192       %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
7193                cleanup
7194       ;; A landing pad which can catch an integer and can only throw a double.
7195       %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
7196                catch i8** @_ZTIi
7197                filter [1 x i8**] [@_ZTId]
7198
7199 .. _intrinsics:
7200
7201 Intrinsic Functions
7202 ===================
7203
7204 LLVM supports the notion of an "intrinsic function". These functions
7205 have well known names and semantics and are required to follow certain
7206 restrictions. Overall, these intrinsics represent an extension mechanism
7207 for the LLVM language that does not require changing all of the
7208 transformations in LLVM when adding to the language (or the bitcode
7209 reader/writer, the parser, etc...).
7210
7211 Intrinsic function names must all start with an "``llvm.``" prefix. This
7212 prefix is reserved in LLVM for intrinsic names; thus, function names may
7213 not begin with this prefix. Intrinsic functions must always be external
7214 functions: you cannot define the body of intrinsic functions. Intrinsic
7215 functions may only be used in call or invoke instructions: it is illegal
7216 to take the address of an intrinsic function. Additionally, because
7217 intrinsic functions are part of the LLVM language, it is required if any
7218 are added that they be documented here.
7219
7220 Some intrinsic functions can be overloaded, i.e., the intrinsic
7221 represents a family of functions that perform the same operation but on
7222 different data types. Because LLVM can represent over 8 million
7223 different integer types, overloading is used commonly to allow an
7224 intrinsic function to operate on any integer type. One or more of the
7225 argument types or the result type can be overloaded to accept any
7226 integer type. Argument types may also be defined as exactly matching a
7227 previous argument's type or the result type. This allows an intrinsic
7228 function which accepts multiple arguments, but needs all of them to be
7229 of the same type, to only be overloaded with respect to a single
7230 argument or the result.
7231
7232 Overloaded intrinsics will have the names of its overloaded argument
7233 types encoded into its function name, each preceded by a period. Only
7234 those types which are overloaded result in a name suffix. Arguments
7235 whose type is matched against another type do not. For example, the
7236 ``llvm.ctpop`` function can take an integer of any width and returns an
7237 integer of exactly the same integer width. This leads to a family of
7238 functions such as ``i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %val)`` and
7239 ``i29 @llvm.ctpop.i29(i29 %val)``. Only one type, the return type, is
7240 overloaded, and only one type suffix is required. Because the argument's
7241 type is matched against the return type, it does not require its own
7242 name suffix.
7243
7244 To learn how to add an intrinsic function, please see the `Extending
7245 LLVM Guide <ExtendingLLVM.html>`_.
7246
7247 .. _int_varargs:
7248
7249 Variable Argument Handling Intrinsics
7250 -------------------------------------
7251
7252 Variable argument support is defined in LLVM with the
7253 :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and these three intrinsic
7254 functions. These functions are related to the similarly named macros
7255 defined in the ``<stdarg.h>`` header file.
7256
7257 All of these functions operate on arguments that use a target-specific
7258 value type "``va_list``". The LLVM assembly language reference manual
7259 does not define what this type is, so all transformations should be
7260 prepared to handle these functions regardless of the type used.
7261
7262 This example shows how the :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and the
7263 variable argument handling intrinsic functions are used.
7264
7265 .. code-block:: llvm
7266
7267     ; This struct is different for every platform. For most platforms,
7268     ; it is merely an i8*.
7269     %struct.va_list = type { i8* }
7270
7271     ; For Unix x86_64 platforms, va_list is the following struct:
7272     ; %struct.va_list = type { i32, i32, i8*, i8* }
7273
7274     define i32 @test(i32 %X, ...) {
7275       ; Initialize variable argument processing
7276       %ap = alloca %struct.va_list
7277       %ap2 = bitcast %struct.va_list* %ap to i8*
7278       call void @llvm.va_start(i8* %ap2)
7279
7280       ; Read a single integer argument
7281       %tmp = va_arg i8* %ap2, i32
7282
7283       ; Demonstrate usage of llvm.va_copy and llvm.va_end
7284       %aq = alloca i8*
7285       %aq2 = bitcast i8** %aq to i8*
7286       call void @llvm.va_copy(i8* %aq2, i8* %ap2)
7287       call void @llvm.va_end(i8* %aq2)
7288
7289       ; Stop processing of arguments.
7290       call void @llvm.va_end(i8* %ap2)
7291       ret i32 %tmp
7292     }
7293
7294     declare void @llvm.va_start(i8*)
7295     declare void @llvm.va_copy(i8*, i8*)
7296     declare void @llvm.va_end(i8*)
7297
7298 .. _int_va_start:
7299
7300 '``llvm.va_start``' Intrinsic
7301 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7302
7303 Syntax:
7304 """""""
7305
7306 ::
7307
7308       declare void @llvm.va_start(i8* <arglist>)
7309
7310 Overview:
7311 """""""""
7312
7313 The '``llvm.va_start``' intrinsic initializes ``*<arglist>`` for
7314 subsequent use by ``va_arg``.
7315
7316 Arguments:
7317 """"""""""
7318
7319 The argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
7320
7321 Semantics:
7322 """"""""""
7323
7324 The '``llvm.va_start``' intrinsic works just like the ``va_start`` macro
7325 available in C. In a target-dependent way, it initializes the
7326 ``va_list`` element to which the argument points, so that the next call
7327 to ``va_arg`` will produce the first variable argument passed to the
7328 function. Unlike the C ``va_start`` macro, this intrinsic does not need
7329 to know the last argument of the function as the compiler can figure
7330 that out.
7331
7332 '``llvm.va_end``' Intrinsic
7333 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7334
7335 Syntax:
7336 """""""
7337
7338 ::
7339
7340       declare void @llvm.va_end(i8* <arglist>)
7341
7342 Overview:
7343 """""""""
7344
7345 The '``llvm.va_end``' intrinsic destroys ``*<arglist>``, which has been
7346 initialized previously with ``llvm.va_start`` or ``llvm.va_copy``.
7347
7348 Arguments:
7349 """"""""""
7350
7351 The argument is a pointer to a ``va_list`` to destroy.
7352
7353 Semantics:
7354 """"""""""
7355
7356 The '``llvm.va_end``' intrinsic works just like the ``va_end`` macro
7357 available in C. In a target-dependent way, it destroys the ``va_list``
7358 element to which the argument points. Calls to
7359 :ref:`llvm.va_start <int_va_start>` and
7360 :ref:`llvm.va_copy <int_va_copy>` must be matched exactly with calls to
7361 ``llvm.va_end``.
7362
7363 .. _int_va_copy:
7364
7365 '``llvm.va_copy``' Intrinsic
7366 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7367
7368 Syntax:
7369 """""""
7370
7371 ::
7372
7373       declare void @llvm.va_copy(i8* <destarglist>, i8* <srcarglist>)
7374
7375 Overview:
7376 """""""""
7377
7378 The '``llvm.va_copy``' intrinsic copies the current argument position
7379 from the source argument list to the destination argument list.
7380
7381 Arguments:
7382 """"""""""
7383
7384 The first argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
7385 The second argument is a pointer to a ``va_list`` element to copy from.
7386
7387 Semantics:
7388 """"""""""
7389
7390 The '``llvm.va_copy``' intrinsic works just like the ``va_copy`` macro
7391 available in C. In a target-dependent way, it copies the source
7392 ``va_list`` element into the destination ``va_list`` element. This
7393 intrinsic is necessary because the `` llvm.va_start`` intrinsic may be
7394 arbitrarily complex and require, for example, memory allocation.
7395
7396 Accurate Garbage Collection Intrinsics
7397 --------------------------------------
7398
7399 LLVM's support for `Accurate Garbage Collection <GarbageCollection.html>`_
7400 (GC) requires the frontend to generate code containing appropriate intrinsic 
7401 calls and select an appropriate GC strategy which knows how to lower these 
7402 intrinsics in a manner which is appropriate for the target collector.
7403
7404 These intrinsics allow identification of :ref:`GC roots on the
7405 stack <int_gcroot>`, as well as garbage collector implementations that
7406 require :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers.
7407 Frontends for type-safe garbage collected languages should generate
7408 these intrinsics to make use of the LLVM garbage collectors. For more
7409 details, see `Garbage Collection with LLVM <GarbageCollection.html>`_.
7410
7411 Experimental Statepoint Intrinsics
7412 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7413
7414 LLVM provides an second experimental set of intrinsics for describing garbage
7415 collection safepoints in compiled code.  These intrinsics are an alternative 
7416 to the ``llvm.gcroot`` intrinsics, but are compatible with the ones for 
7417 :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers.  The 
7418 differences in approach are covered in the `Garbage Collection with LLVM 
7419 <GarbageCollection.html>`_ documentation.  The intrinsics themselves are 
7420 described in :doc:`Statepoints`.
7421
7422 .. _int_gcroot:
7423
7424 '``llvm.gcroot``' Intrinsic
7425 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7426
7427 Syntax:
7428 """""""
7429
7430 ::
7431
7432       declare void @llvm.gcroot(i8** %ptrloc, i8* %metadata)
7433
7434 Overview:
7435 """""""""
7436
7437 The '``llvm.gcroot``' intrinsic declares the existence of a GC root to
7438 the code generator, and allows some metadata to be associated with it.
7439
7440 Arguments:
7441 """"""""""
7442
7443 The first argument specifies the address of a stack object that contains
7444 the root pointer. The second pointer (which must be either a constant or
7445 a global value address) contains the meta-data to be associated with the
7446 root.
7447
7448 Semantics:
7449 """"""""""
7450
7451 At runtime, a call to this intrinsic stores a null pointer into the
7452 "ptrloc" location. At compile-time, the code generator generates
7453 information to allow the runtime to find the pointer at GC safe points.
7454 The '``llvm.gcroot``' intrinsic may only be used in a function which
7455 :ref:`specifies a GC algorithm <gc>`.
7456
7457 .. _int_gcread:
7458
7459 '``llvm.gcread``' Intrinsic
7460 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7461
7462 Syntax:
7463 """""""
7464
7465 ::
7466
7467       declare i8* @llvm.gcread(i8* %ObjPtr, i8** %Ptr)
7468
7469 Overview:
7470 """""""""
7471
7472 The '``llvm.gcread``' intrinsic identifies reads of references from heap
7473 locations, allowing garbage collector implementations that require read
7474 barriers.
7475
7476 Arguments:
7477 """"""""""
7478
7479 The second argument is the address to read from, which should be an
7480 address allocated from the garbage collector. The first object is a
7481 pointer to the start of the referenced object, if needed by the language
7482 runtime (otherwise null).
7483
7484 Semantics:
7485 """"""""""
7486
7487 The '``llvm.gcread``' intrinsic has the same semantics as a load
7488 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
7489 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcread``'
7490 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
7491 algorithm <gc>`.
7492
7493 .. _int_gcwrite:
7494
7495 '``llvm.gcwrite``' Intrinsic
7496 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7497
7498 Syntax:
7499 """""""
7500
7501 ::
7502
7503       declare void @llvm.gcwrite(i8* %P1, i8* %Obj, i8** %P2)
7504
7505 Overview:
7506 """""""""
7507
7508 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic identifies writes of references to heap
7509 locations, allowing garbage collector implementations that require write
7510 barriers (such as generational or reference counting collectors).
7511
7512 Arguments:
7513 """"""""""
7514
7515 The first argument is the reference to store, the second is the start of
7516 the object to store it to, and the third is the address of the field of
7517 Obj to store to. If the runtime does not require a pointer to the
7518 object, Obj may be null.
7519
7520 Semantics:
7521 """"""""""
7522
7523 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic has the same semantics as a store
7524 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
7525 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcwrite``'
7526 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
7527 algorithm <gc>`.
7528
7529 Code Generator Intrinsics
7530 -------------------------
7531
7532 These intrinsics are provided by LLVM to expose special features that
7533 may only be implemented with code generator support.
7534
7535 '``llvm.returnaddress``' Intrinsic
7536 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7537
7538 Syntax:
7539 """""""
7540
7541 ::
7542
7543       declare i8  *@llvm.returnaddress(i32 <level>)
7544
7545 Overview:
7546 """""""""
7547
7548 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic attempts to compute a
7549 target-specific value indicating the return address of the current
7550 function or one of its callers.
7551
7552 Arguments:
7553 """"""""""
7554
7555 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
7556 address for. Zero indicates the calling function, one indicates its
7557 caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
7558 value.
7559
7560 Semantics:
7561 """"""""""
7562
7563 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic either returns a pointer
7564 indicating the return address of the specified call frame, or zero if it
7565 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
7566 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
7567 used for debugging purposes.
7568
7569 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
7570 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
7571 of the obvious source-language caller.
7572
7573 '``llvm.frameaddress``' Intrinsic
7574 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7575
7576 Syntax:
7577 """""""
7578
7579 ::
7580
7581       declare i8* @llvm.frameaddress(i32 <level>)
7582
7583 Overview:
7584 """""""""
7585
7586 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic attempts to return the
7587 target-specific frame pointer value for the specified stack frame.
7588
7589 Arguments:
7590 """"""""""
7591
7592 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
7593 frame pointer for. Zero indicates the calling function, one indicates
7594 its caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
7595 value.
7596
7597 Semantics:
7598 """"""""""
7599
7600 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic either returns a pointer
7601 indicating the frame address of the specified call frame, or zero if it
7602 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
7603 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
7604 used for debugging purposes.
7605
7606 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
7607 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
7608 of the obvious source-language caller.
7609
7610 '``llvm.frameallocate``' and '``llvm.framerecover``' Intrinsics
7611 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7612
7613 Syntax:
7614 """""""
7615
7616 ::
7617
7618       declare i8* @llvm.frameallocate(i32 %size)
7619       declare i8* @llvm.framerecover(i8* %func, i8* %fp)
7620
7621 Overview:
7622 """""""""
7623
7624 The '``llvm.frameallocate``' intrinsic allocates stack memory at some fixed
7625 offset from the frame pointer, and the '``llvm.framerecover``'
7626 intrinsic applies that offset to a live frame pointer to recover the address of
7627 the allocation. The offset is computed during frame layout of the caller of
7628 ``llvm.frameallocate``.
7629
7630 Arguments:
7631 """"""""""
7632
7633 The ``size`` argument to '``llvm.frameallocate``' must be a constant integer
7634 indicating the amount of stack memory to allocate. As with allocas, allocating
7635 zero bytes is legal, but the result is undefined.
7636
7637 The ``func`` argument to '``llvm.framerecover``' must be a constant
7638 bitcasted pointer to a function defined in the current module. The code
7639 generator cannot determine the frame allocation offset of functions defined in
7640 other modules.
7641
7642 The ``fp`` argument to '``llvm.framerecover``' must be a frame
7643 pointer of a call frame that is currently live. The return value of
7644 '``llvm.frameaddress``' is one way to produce such a value, but most platforms
7645 also expose the frame pointer through stack unwinding mechanisms.
7646
7647 Semantics:
7648 """"""""""
7649
7650 These intrinsics allow a group of functions to access one stack memory
7651 allocation in an ancestor stack frame. The memory returned from
7652 '``llvm.frameallocate``' may be allocated prior to stack realignment, so the
7653 memory is only aligned to the ABI-required stack alignment.  Each function may
7654 only call '``llvm.frameallocate``' one or zero times from the function entry
7655 block.  The frame allocation intrinsic inhibits inlining, as any frame
7656 allocations in the inlined function frame are likely to be at a different
7657 offset from the one used by '``llvm.framerecover``' called with the
7658 uninlined function.
7659
7660 .. _int_read_register:
7661 .. _int_write_register:
7662
7663 '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' Intrinsics
7664 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7665
7666 Syntax:
7667 """""""
7668
7669 ::
7670
7671       declare i32 @llvm.read_register.i32(metadata)
7672       declare i64 @llvm.read_register.i64(metadata)
7673       declare void @llvm.write_register.i32(metadata, i32 @value)
7674       declare void @llvm.write_register.i64(metadata, i64 @value)
7675       !0 = !{!"sp\00"}
7676
7677 Overview:
7678 """""""""
7679
7680 The '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' intrinsics
7681 provides access to the named register. The register must be valid on
7682 the architecture being compiled to. The type needs to be compatible
7683 with the register being read.
7684
7685 Semantics:
7686 """"""""""
7687
7688 The '``llvm.read_register``' intrinsic returns the current value of the
7689 register, where possible. The '``llvm.write_register``' intrinsic sets
7690 the current value of the register, where possible.
7691
7692 This is useful to implement named register global variables that need
7693 to always be mapped to a specific register, as is common practice on
7694 bare-metal programs including OS kernels.
7695
7696 The compiler doesn't check for register availability or use of the used
7697 register in surrounding code, including inline assembly. Because of that,
7698 allocatable registers are not supported.
7699
7700 Warning: So far it only works with the stack pointer on selected
7701 architectures (ARM, AArch64, PowerPC and x86_64). Significant amount of
7702 work is needed to support other registers and even more so, allocatable
7703 registers.
7704
7705 .. _int_stacksave:
7706
7707 '``llvm.stacksave``' Intrinsic
7708 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7709
7710 Syntax:
7711 """""""
7712
7713 ::
7714
7715       declare i8* @llvm.stacksave()
7716
7717 Overview:
7718 """""""""
7719
7720 The '``llvm.stacksave``' intrinsic is used to remember the current state
7721 of the function stack, for use with
7722 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. This is useful for
7723 implementing language features like scoped automatic variable sized
7724 arrays in C99.
7725
7726 Semantics:
7727 """"""""""
7728
7729 This intrinsic returns a opaque pointer value that can be passed to
7730 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. When an
7731 ``llvm.stackrestore`` intrinsic is executed with a value saved from
7732 ``llvm.stacksave``, it effectively restores the state of the stack to
7733 the state it was in when the ``llvm.stacksave`` intrinsic executed. In
7734 practice, this pops any :ref:`alloca <i_alloca>` blocks from the stack that
7735 were allocated after the ``llvm.stacksave`` was executed.
7736
7737 .. _int_stackrestore:
7738
7739 '``llvm.stackrestore``' Intrinsic
7740 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7741
7742 Syntax:
7743 """""""
7744
7745 ::
7746
7747       declare void @llvm.stackrestore(i8* %ptr)
7748
7749 Overview:
7750 """""""""
7751
7752 The '``llvm.stackrestore``' intrinsic is used to restore the state of
7753 the function stack to the state it was in when the corresponding
7754 :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` intrinsic executed. This is
7755 useful for implementing language features like scoped automatic variable
7756 sized arrays in C99.
7757
7758 Semantics:
7759 """"""""""
7760
7761 See the description for :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>`.
7762
7763 '``llvm.prefetch``' Intrinsic
7764 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7765
7766 Syntax:
7767 """""""
7768
7769 ::
7770
7771       declare void @llvm.prefetch(i8* <address>, i32 <rw>, i32 <locality>, i32 <cache type>)
7772
7773 Overview:
7774 """""""""
7775
7776 The '``llvm.prefetch``' intrinsic is a hint to the code generator to
7777 insert a prefetch instruction if supported; otherwise, it is a noop.
7778 Prefetches have no effect on the behavior of the program but can change
7779 its performance characteristics.
7780
7781 Arguments:
7782 """"""""""
7783
7784 ``address`` is the address to be prefetched, ``rw`` is the specifier
7785 determining if the fetch should be for a read (0) or write (1), and
7786 ``locality`` is a temporal locality specifier ranging from (0) - no
7787 locality, to (3) - extremely local keep in cache. The ``cache type``
7788 specifies whether the prefetch is performed on the data (1) or
7789 instruction (0) cache. The ``rw``, ``locality`` and ``cache type``
7790 arguments must be constant integers.
7791
7792 Semantics:
7793 """"""""""
7794
7795 This intrinsic does not modify the behavior of the program. In
7796 particular, prefetches cannot trap and do not produce a value. On
7797 targets that support this intrinsic, the prefetch can provide hints to
7798 the processor cache for better performance.
7799
7800 '``llvm.pcmarker``' Intrinsic
7801 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7802
7803 Syntax:
7804 """""""
7805
7806 ::
7807
7808       declare void @llvm.pcmarker(i32 <id>)
7809
7810 Overview:
7811 """""""""
7812
7813 The '``llvm.pcmarker``' intrinsic is a method to export a Program
7814 Counter (PC) in a region of code to simulators and other tools. The
7815 method is target specific, but it is expected that the marker will use
7816 exported symbols to transmit the PC of the marker. The marker makes no
7817 guarantees that it will remain with any specific instruction after
7818 optimizations. It is possible that the presence of a marker will inhibit
7819 optimizations. The intended use is to be inserted after optimizations to
7820 allow correlations of simulation runs.
7821
7822 Arguments:
7823 """"""""""
7824
7825 ``id`` is a numerical id identifying the marker.
7826
7827 Semantics:
7828 """"""""""
7829
7830 This intrinsic does not modify the behavior of the program. Backends
7831 that do not support this intrinsic may ignore it.
7832
7833 '``llvm.readcyclecounter``' Intrinsic
7834 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7835
7836 Syntax:
7837 """""""
7838
7839 ::
7840
7841       declare i64 @llvm.readcyclecounter()
7842
7843 Overview:
7844 """""""""
7845
7846 The '``llvm.readcyclecounter``' intrinsic provides access to the cycle
7847 counter register (or similar low latency, high accuracy clocks) on those
7848 targets that support it. On X86, it should map to RDTSC. On Alpha, it
7849 should map to RPCC. As the backing counters overflow quickly (on the
7850 order of 9 seconds on alpha), this should only be used for small
7851 timings.
7852
7853 Semantics:
7854 """"""""""
7855
7856 When directly supported, reading the cycle counter should not modify any
7857 memory. Implementations are allowed to either return a application
7858 specific value or a system wide value. On backends without support, this
7859 is lowered to a constant 0.
7860
7861 Note that runtime support may be conditional on the privilege-level code is
7862 running at and the host platform.
7863
7864 '``llvm.clear_cache``' Intrinsic
7865 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7866
7867 Syntax:
7868 """""""
7869
7870 ::
7871
7872       declare void @llvm.clear_cache(i8*, i8*)
7873
7874 Overview:
7875 """""""""
7876
7877 The '``llvm.clear_cache``' intrinsic ensures visibility of modifications
7878 in the specified range to the execution unit of the processor. On
7879 targets with non-unified instruction and data cache, the implementation
7880 flushes the instruction cache.
7881
7882 Semantics:
7883 """"""""""
7884
7885 On platforms with coherent instruction and data caches (e.g. x86), this
7886 intrinsic is a nop. On platforms with non-coherent instruction and data
7887 cache (e.g. ARM, MIPS), the intrinsic is lowered either to appropriate
7888 instructions or a system call, if cache flushing requires special
7889 privileges.
7890
7891 The default behavior is to emit a call to ``__clear_cache`` from the run
7892 time library.
7893
7894 This instrinsic does *not* empty the instruction pipeline. Modifications
7895 of the current function are outside the scope of the intrinsic.
7896
7897 '``llvm.instrprof_increment``' Intrinsic
7898 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7899
7900 Syntax:
7901 """""""
7902
7903 ::
7904
7905       declare void @llvm.instrprof_increment(i8* <name>, i64 <hash>,
7906                                              i32 <num-counters>, i32 <index>)
7907
7908 Overview:
7909 """""""""
7910
7911 The '``llvm.instrprof_increment``' intrinsic can be emitted by a
7912 frontend for use with instrumentation based profiling. These will be
7913 lowered by the ``-instrprof`` pass to generate execution counts of a
7914 program at runtime.
7915
7916 Arguments:
7917 """"""""""
7918
7919 The first argument is a pointer to a global variable containing the
7920 name of the entity being instrumented. This should generally be the
7921 (mangled) function name for a set of counters.
7922
7923 The second argument is a hash value that can be used by the consumer
7924 of the profile data to detect changes to the instrumented source, and
7925 the third is the number of counters associated with ``name``. It is an
7926 error if ``hash`` or ``num-counters`` differ between two instances of
7927 ``instrprof_increment`` that refer to the same name.
7928
7929 The last argument refers to which of the counters for ``name`` should
7930 be incremented. It should be a value between 0 and ``num-counters``.
7931
7932 Semantics:
7933 """"""""""
7934
7935 This intrinsic represents an increment of a profiling counter. It will
7936 cause the ``-instrprof`` pass to generate the appropriate data
7937 structures and the code to increment the appropriate value, in a
7938 format that can be written out by a compiler runtime and consumed via
7939 the ``llvm-profdata`` tool.
7940
7941 Standard C Library Intrinsics
7942 -----------------------------
7943
7944 LLVM provides intrinsics for a few important standard C library
7945 functions. These intrinsics allow source-language front-ends to pass
7946 information about the alignment of the pointer arguments to the code
7947 generator, providing opportunity for more efficient code generation.
7948
7949 .. _int_memcpy:
7950
7951 '``llvm.memcpy``' Intrinsic
7952 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7953
7954 Syntax:
7955 """""""
7956
7957 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy`` on any
7958 integer bit width and for different address spaces. Not all targets
7959 support all bit widths however.
7960
7961 ::
7962
7963       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
7964                                               i32 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
7965       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
7966                                               i64 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
7967
7968 Overview:
7969 """""""""
7970
7971 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
7972 source location to the destination location.
7973
7974 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memcpy.*``
7975 intrinsics do not return a value, takes extra alignment/isvolatile
7976 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
7977
7978 Arguments:
7979 """"""""""
7980
7981 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
7982 pointer to the source. The third argument is an integer argument
7983 specifying the number of bytes to copy, the fourth argument is the
7984 alignment of the source and destination locations, and the fifth is a
7985 boolean indicating a volatile access.
7986
7987 If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
7988 then the caller guarantees that both the source and destination pointers
7989 are aligned to that boundary.
7990
7991 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memcpy`` call is
7992 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
7993 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
7994
7995 Semantics:
7996 """"""""""
7997
7998 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
7999 source location to the destination location, which are not allowed to
8000 overlap. It copies "len" bytes of memory over. If the argument is known
8001 to be aligned to some boundary, this can be specified as the fourth
8002 argument, otherwise it should be set to 0 or 1 (both meaning no alignment).
8003
8004 '``llvm.memmove``' Intrinsic
8005 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8006
8007 Syntax:
8008 """""""
8009
8010 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memmove on any integer
8011 bit width and for different address space. Not all targets support all
8012 bit widths however.
8013
8014 ::
8015
8016       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
8017                                                i32 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
8018       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
8019                                                i64 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
8020
8021 Overview:
8022 """""""""
8023
8024 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics move a block of memory from the
8025 source location to the destination location. It is similar to the
8026 '``llvm.memcpy``' intrinsic but allows the two memory locations to
8027 overlap.
8028
8029 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memmove.*``
8030 intrinsics do not return a value, takes extra alignment/isvolatile
8031 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
8032
8033 Arguments:
8034 """"""""""
8035
8036 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
8037 pointer to the source. The third argument is an integer argument
8038 specifying the number of bytes to copy, the fourth argument is the
8039 alignment of the source and destination locations, and the fifth is a
8040 boolean indicating a volatile access.
8041
8042 If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
8043 then the caller guarantees that the source and destination pointers are
8044 aligned to that boundary.
8045
8046 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memmove`` call
8047 is a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is
8048 not very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
8049
8050 Semantics:
8051 """"""""""
8052
8053 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics copy a block of memory from the
8054 source location to the destination location, which may overlap. It
8055 copies "len" bytes of memory over. If the argument is known to be
8056 aligned to some boundary, this can be specified as the fourth argument,
8057 otherwise it should be set to 0 or 1 (both meaning no alignment).
8058
8059 '``llvm.memset.*``' Intrinsics
8060 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8061
8062 Syntax:
8063 """""""
8064
8065 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memset on any integer
8066 bit width and for different address spaces. However, not all targets
8067 support all bit widths.
8068
8069 ::
8070
8071       declare void @llvm.memset.p0i8.i32(i8* <dest>, i8 <val>,
8072                                          i32 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
8073       declare void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* <dest>, i8 <val>,
8074                                          i64 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
8075
8076 Overview:
8077 """""""""
8078
8079 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill a block of memory with a
8080 particular byte value.
8081
8082 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memset``
8083 intrinsic does not return a value and takes extra alignment/volatile
8084 arguments. Also, the destination can be in an arbitrary address space.
8085
8086 Arguments:
8087 """"""""""
8088
8089 The first argument is a pointer to the destination to fill, the second
8090 is the byte value with which to fill it, the third argument is an
8091 integer argument specifying the number of bytes to fill, and the fourth
8092 argument is the known alignment of the destination location.
8093
8094 If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
8095 then the caller guarantees that the destination pointer is aligned to
8096 that boundary.
8097
8098 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memset`` call is
8099 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
8100 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
8101
8102 Semantics:
8103 """"""""""
8104
8105 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill "len" bytes of memory starting
8106 at the destination location. If the argument is known to be aligned to
8107 some boundary, this can be specified as the fourth argument, otherwise
8108 it should be set to 0 or 1 (both meaning no alignment).
8109
8110 '``llvm.sqrt.*``' Intrinsic
8111 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8112
8113 Syntax:
8114 """""""
8115
8116 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sqrt`` on any
8117 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8118 all types however.
8119
8120 ::
8121
8122       declare float     @llvm.sqrt.f32(float %Val)
8123       declare double    @llvm.sqrt.f64(double %Val)
8124       declare x86_fp80  @llvm.sqrt.f80(x86_fp80 %Val)
8125       declare fp128     @llvm.sqrt.f128(fp128 %Val)
8126       declare ppc_fp128 @llvm.sqrt.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
8127
8128 Overview:
8129 """""""""
8130
8131 The '``llvm.sqrt``' intrinsics return the sqrt of the specified operand,
8132 returning the same value as the libm '``sqrt``' functions would. Unlike
8133 ``sqrt`` in libm, however, ``llvm.sqrt`` has undefined behavior for
8134 negative numbers other than -0.0 (which allows for better optimization,
8135 because there is no need to worry about errno being set).
8136 ``llvm.sqrt(-0.0)`` is defined to return -0.0 like IEEE sqrt.
8137
8138 Arguments:
8139 """"""""""
8140
8141 The argument and return value are floating point numbers of the same
8142 type.
8143
8144 Semantics:
8145 """"""""""
8146
8147 This function returns the sqrt of the specified operand if it is a
8148 nonnegative floating point number.
8149
8150 '``llvm.powi.*``' Intrinsic
8151 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8152
8153 Syntax:
8154 """""""
8155
8156 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.powi`` on any
8157 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8158 all types however.
8159
8160 ::
8161
8162       declare float     @llvm.powi.f32(float  %Val, i32 %power)
8163       declare double    @llvm.powi.f64(double %Val, i32 %power)
8164       declare x86_fp80  @llvm.powi.f80(x86_fp80  %Val, i32 %power)
8165       declare fp128     @llvm.powi.f128(fp128 %Val, i32 %power)
8166       declare ppc_fp128 @llvm.powi.ppcf128(ppc_fp128  %Val, i32 %power)
8167
8168 Overview:
8169 """""""""
8170
8171 The '``llvm.powi.*``' intrinsics return the first operand raised to the
8172 specified (positive or negative) power. The order of evaluation of
8173 multiplications is not defined. When a vector of floating point type is
8174 used, the second argument remains a scalar integer value.
8175
8176 Arguments:
8177 """"""""""
8178
8179 The second argument is an integer power, and the first is a value to
8180 raise to that power.
8181
8182 Semantics:
8183 """"""""""
8184
8185 This function returns the first value raised to the second power with an
8186 unspecified sequence of rounding operations.
8187
8188 '``llvm.sin.*``' Intrinsic
8189 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8190
8191 Syntax:
8192 """""""
8193
8194 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sin`` on any
8195 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8196 all types however.
8197
8198 ::
8199
8200       declare float     @llvm.sin.f32(float  %Val)
8201       declare double    @llvm.sin.f64(double %Val)
8202       declare x86_fp80  @llvm.sin.f80(x86_fp80  %Val)
8203       declare fp128     @llvm.sin.f128(fp128 %Val)
8204       declare ppc_fp128 @llvm.sin.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8205
8206 Overview:
8207 """""""""
8208
8209 The '``llvm.sin.*``' intrinsics return the sine of the operand.
8210
8211 Arguments:
8212 """"""""""
8213
8214 The argument and return value are floating point numbers of the same
8215 type.
8216
8217 Semantics:
8218 """"""""""
8219
8220 This function returns the sine of the specified operand, returning the
8221 same values as the libm ``sin`` functions would, and handles error
8222 conditions in the same way.
8223
8224 '``llvm.cos.*``' Intrinsic
8225 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8226
8227 Syntax:
8228 """""""
8229
8230 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cos`` on any
8231 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8232 all types however.
8233
8234 ::
8235
8236       declare float     @llvm.cos.f32(float  %Val)
8237       declare double    @llvm.cos.f64(double %Val)
8238       declare x86_fp80  @llvm.cos.f80(x86_fp80  %Val)
8239       declare fp128     @llvm.cos.f128(fp128 %Val)
8240       declare ppc_fp128 @llvm.cos.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8241
8242 Overview:
8243 """""""""
8244
8245 The '``llvm.cos.*``' intrinsics return the cosine of the operand.
8246
8247 Arguments:
8248 """"""""""
8249
8250 The argument and return value are floating point numbers of the same
8251 type.
8252
8253 Semantics:
8254 """"""""""
8255
8256 This function returns the cosine of the specified operand, returning the
8257 same values as the libm ``cos`` functions would, and handles error
8258 conditions in the same way.
8259
8260 '``llvm.pow.*``' Intrinsic
8261 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8262
8263 Syntax:
8264 """""""
8265
8266 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.pow`` on any
8267 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8268 all types however.
8269
8270 ::
8271
8272       declare float     @llvm.pow.f32(float  %Val, float %Power)
8273       declare double    @llvm.pow.f64(double %Val, double %Power)
8274       declare x86_fp80  @llvm.pow.f80(x86_fp80  %Val, x86_fp80 %Power)
8275       declare fp128     @llvm.pow.f128(fp128 %Val, fp128 %Power)
8276       declare ppc_fp128 @llvm.pow.ppcf128(ppc_fp128  %Val, ppc_fp128 Power)
8277
8278 Overview:
8279 """""""""
8280
8281 The '``llvm.pow.*``' intrinsics return the first operand raised to the
8282 specified (positive or negative) power.
8283
8284 Arguments:
8285 """"""""""
8286
8287 The second argument is a floating point power, and the first is a value
8288 to raise to that power.
8289
8290 Semantics:
8291 """"""""""
8292
8293 This function returns the first value raised to the second power,
8294 returning the same values as the libm ``pow`` functions would, and
8295 handles error conditions in the same way.
8296
8297 '``llvm.exp.*``' Intrinsic
8298 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8299
8300 Syntax:
8301 """""""
8302
8303 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp`` on any
8304 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8305 all types however.
8306
8307 ::
8308
8309       declare float     @llvm.exp.f32(float  %Val)
8310       declare double    @llvm.exp.f64(double %Val)
8311       declare x86_fp80  @llvm.exp.f80(x86_fp80  %Val)
8312       declare fp128     @llvm.exp.f128(fp128 %Val)
8313       declare ppc_fp128 @llvm.exp.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8314
8315 Overview:
8316 """""""""
8317
8318 The '``llvm.exp.*``' intrinsics perform the exp function.
8319
8320 Arguments:
8321 """"""""""
8322
8323 The argument and return value are floating point numbers of the same
8324 type.
8325
8326 Semantics:
8327 """"""""""
8328
8329 This function returns the same values as the libm ``exp`` functions
8330 would, and handles error conditions in the same way.
8331
8332 '``llvm.exp2.*``' Intrinsic
8333 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8334
8335 Syntax:
8336 """""""
8337
8338 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp2`` on any
8339 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8340 all types however.
8341
8342 ::
8343
8344       declare float     @llvm.exp2.f32(float  %Val)
8345       declare double    @llvm.exp2.f64(double %Val)
8346       declare x86_fp80  @llvm.exp2.f80(x86_fp80  %Val)
8347       declare fp128     @llvm.exp2.f128(fp128 %Val)
8348       declare ppc_fp128 @llvm.exp2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8349
8350 Overview:
8351 """""""""
8352
8353 The '``llvm.exp2.*``' intrinsics perform the exp2 function.
8354
8355 Arguments:
8356 """"""""""
8357
8358 The argument and return value are floating point numbers of the same
8359 type.
8360
8361 Semantics:
8362 """"""""""
8363
8364 This function returns the same values as the libm ``exp2`` functions
8365 would, and handles error conditions in the same way.
8366
8367 '``llvm.log.*``' Intrinsic
8368 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8369
8370 Syntax:
8371 """""""
8372
8373 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log`` on any
8374 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8375 all types however.
8376
8377 ::
8378
8379       declare float     @llvm.log.f32(float  %Val)
8380       declare double    @llvm.log.f64(double %Val)
8381       declare x86_fp80  @llvm.log.f80(x86_fp80  %Val)
8382       declare fp128     @llvm.log.f128(fp128 %Val)
8383       declare ppc_fp128 @llvm.log.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8384
8385 Overview:
8386 """""""""
8387
8388 The '``llvm.log.*``' intrinsics perform the log function.
8389
8390 Arguments:
8391 """"""""""
8392
8393 The argument and return value are floating point numbers of the same
8394 type.
8395
8396 Semantics:
8397 """"""""""
8398
8399 This function returns the same values as the libm ``log`` functions
8400 would, and handles error conditions in the same way.
8401
8402 '``llvm.log10.*``' Intrinsic
8403 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8404
8405 Syntax:
8406 """""""
8407
8408 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log10`` on any
8409 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8410 all types however.
8411
8412 ::
8413
8414       declare float     @llvm.log10.f32(float  %Val)
8415       declare double    @llvm.log10.f64(double %Val)
8416       declare x86_fp80  @llvm.log10.f80(x86_fp80  %Val)
8417       declare fp128     @llvm.log10.f128(fp128 %Val)
8418       declare ppc_fp128 @llvm.log10.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8419
8420 Overview:
8421 """""""""
8422
8423 The '``llvm.log10.*``' intrinsics perform the log10 function.
8424
8425 Arguments:
8426 """"""""""
8427
8428 The argument and return value are floating point numbers of the same
8429 type.
8430
8431 Semantics:
8432 """"""""""
8433
8434 This function returns the same values as the libm ``log10`` functions
8435 would, and handles error conditions in the same way.
8436
8437 '``llvm.log2.*``' Intrinsic
8438 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8439
8440 Syntax:
8441 """""""
8442
8443 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log2`` on any
8444 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8445 all types however.
8446
8447 ::
8448
8449       declare float     @llvm.log2.f32(float  %Val)
8450       declare double    @llvm.log2.f64(double %Val)
8451       declare x86_fp80  @llvm.log2.f80(x86_fp80  %Val)
8452       declare fp128     @llvm.log2.f128(fp128 %Val)
8453       declare ppc_fp128 @llvm.log2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8454
8455 Overview:
8456 """""""""
8457
8458 The '``llvm.log2.*``' intrinsics perform the log2 function.
8459
8460 Arguments:
8461 """"""""""
8462
8463 The argument and return value are floating point numbers of the same
8464 type.
8465
8466 Semantics:
8467 """"""""""
8468
8469 This function returns the same values as the libm ``log2`` functions
8470 would, and handles error conditions in the same way.
8471
8472 '``llvm.fma.*``' Intrinsic
8473 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8474
8475 Syntax:
8476 """""""
8477
8478 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fma`` on any
8479 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8480 all types however.
8481
8482 ::
8483
8484       declare float     @llvm.fma.f32(float  %a, float  %b, float  %c)
8485       declare double    @llvm.fma.f64(double %a, double %b, double %c)
8486       declare x86_fp80  @llvm.fma.f80(x86_fp80 %a, x86_fp80 %b, x86_fp80 %c)
8487       declare fp128     @llvm.fma.f128(fp128 %a, fp128 %b, fp128 %c)
8488       declare ppc_fp128 @llvm.fma.ppcf128(ppc_fp128 %a, ppc_fp128 %b, ppc_fp128 %c)
8489
8490 Overview:
8491 """""""""
8492
8493 The '``llvm.fma.*``' intrinsics perform the fused multiply-add
8494 operation.
8495
8496 Arguments:
8497 """"""""""
8498
8499 The argument and return value are floating point numbers of the same
8500 type.
8501
8502 Semantics:
8503 """"""""""
8504
8505 This function returns the same values as the libm ``fma`` functions
8506 would, and does not set errno.
8507
8508 '``llvm.fabs.*``' Intrinsic
8509 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8510
8511 Syntax:
8512 """""""
8513
8514 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fabs`` on any
8515 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8516 all types however.
8517
8518 ::
8519
8520       declare float     @llvm.fabs.f32(float  %Val)
8521       declare double    @llvm.fabs.f64(double %Val)
8522       declare x86_fp80  @llvm.fabs.f80(x86_fp80 %Val)
8523       declare fp128     @llvm.fabs.f128(fp128 %Val)
8524       declare ppc_fp128 @llvm.fabs.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
8525
8526 Overview:
8527 """""""""
8528
8529 The '``llvm.fabs.*``' intrinsics return the absolute value of the
8530 operand.
8531
8532 Arguments:
8533 """"""""""
8534
8535 The argument and return value are floating point numbers of the same
8536 type.
8537
8538 Semantics:
8539 """"""""""
8540
8541 This function returns the same values as the libm ``fabs`` functions
8542 would, and handles error conditions in the same way.
8543
8544 '``llvm.minnum.*``' Intrinsic
8545 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8546
8547 Syntax:
8548 """""""
8549
8550 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.minnum`` on any
8551 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8552 all types however.
8553
8554 ::
8555
8556       declare float     @llvm.minnum.f32(float %Val0, float %Val1)
8557       declare double    @llvm.minnum.f64(double %Val0, double %Val1)
8558       declare x86_fp80  @llvm.minnum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
8559       declare fp128     @llvm.minnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
8560       declare ppc_fp128 @llvm.minnum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
8561
8562 Overview:
8563 """""""""
8564
8565 The '``llvm.minnum.*``' intrinsics return the minimum of the two
8566 arguments.
8567
8568
8569 Arguments:
8570 """"""""""
8571
8572 The arguments and return value are floating point numbers of the same
8573 type.
8574
8575 Semantics:
8576 """"""""""
8577
8578 Follows the IEEE-754 semantics for minNum, which also match for libm's
8579 fmin.
8580
8581 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
8582 NaN only if both operands are NaN. If the operands compare equal,
8583 returns a value that compares equal to both operands. This means that
8584 fmin(+/-0.0, +/-0.0) could return either -0.0 or 0.0.
8585
8586 '``llvm.maxnum.*``' Intrinsic
8587 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8588
8589 Syntax:
8590 """""""
8591
8592 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.maxnum`` on any
8593 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8594 all types however.
8595
8596 ::
8597
8598       declare float     @llvm.maxnum.f32(float  %Val0, float  %Val1l)
8599       declare double    @llvm.maxnum.f64(double %Val0, double %Val1)
8600       declare x86_fp80  @llvm.maxnum.f80(x86_fp80  %Val0, x86_fp80  %Val1)
8601       declare fp128     @llvm.maxnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
8602       declare ppc_fp128 @llvm.maxnum.ppcf128(ppc_fp128  %Val0, ppc_fp128  %Val1)
8603
8604 Overview:
8605 """""""""
8606
8607 The '``llvm.maxnum.*``' intrinsics return the maximum of the two
8608 arguments.
8609
8610
8611 Arguments:
8612 """"""""""
8613
8614 The arguments and return value are floating point numbers of the same
8615 type.
8616
8617 Semantics:
8618 """"""""""
8619 Follows the IEEE-754 semantics for maxNum, which also match for libm's
8620 fmax.
8621
8622 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
8623 NaN only if both operands are NaN. If the operands compare equal,
8624 returns a value that compares equal to both operands. This means that
8625 fmax(+/-0.0, +/-0.0) could return either -0.0 or 0.0.
8626
8627 '``llvm.copysign.*``' Intrinsic
8628 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8629
8630 Syntax:
8631 """""""
8632
8633 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.copysign`` on any
8634 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8635 all types however.
8636
8637 ::
8638
8639       declare float     @llvm.copysign.f32(float  %Mag, float  %Sgn)
8640       declare double    @llvm.copysign.f64(double %Mag, double %Sgn)
8641       declare x86_fp80  @llvm.copysign.f80(x86_fp80  %Mag, x86_fp80  %Sgn)
8642       declare fp128     @llvm.copysign.f128(fp128 %Mag, fp128 %Sgn)
8643       declare ppc_fp128 @llvm.copysign.ppcf128(ppc_fp128  %Mag, ppc_fp128  %Sgn)
8644
8645 Overview:
8646 """""""""
8647
8648 The '``llvm.copysign.*``' intrinsics return a value with the magnitude of the
8649 first operand and the sign of the second operand.
8650
8651 Arguments:
8652 """"""""""
8653
8654 The arguments and return value are floating point numbers of the same
8655 type.
8656
8657 Semantics:
8658 """"""""""
8659
8660 This function returns the same values as the libm ``copysign``
8661 functions would, and handles error conditions in the same way.
8662
8663 '``llvm.floor.*``' Intrinsic
8664 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8665
8666 Syntax:
8667 """""""
8668
8669 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.floor`` on any
8670 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8671 all types however.
8672
8673 ::
8674
8675       declare float     @llvm.floor.f32(float  %Val)
8676       declare double    @llvm.floor.f64(double %Val)
8677       declare x86_fp80  @llvm.floor.f80(x86_fp80  %Val)
8678       declare fp128     @llvm.floor.f128(fp128 %Val)
8679       declare ppc_fp128 @llvm.floor.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8680
8681 Overview:
8682 """""""""
8683
8684 The '``llvm.floor.*``' intrinsics return the floor of the operand.
8685
8686 Arguments:
8687 """"""""""
8688
8689 The argument and return value are floating point numbers of the same
8690 type.
8691
8692 Semantics:
8693 """"""""""
8694
8695 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
8696 would, and handles error conditions in the same way.
8697
8698 '``llvm.ceil.*``' Intrinsic
8699 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8700
8701 Syntax:
8702 """""""
8703
8704 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ceil`` on any
8705 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8706 all types however.
8707
8708 ::
8709
8710       declare float     @llvm.ceil.f32(float  %Val)
8711       declare double    @llvm.ceil.f64(double %Val)
8712       declare x86_fp80  @llvm.ceil.f80(x86_fp80  %Val)
8713       declare fp128     @llvm.ceil.f128(fp128 %Val)
8714       declare ppc_fp128 @llvm.ceil.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8715
8716 Overview:
8717 """""""""
8718
8719 The '``llvm.ceil.*``' intrinsics return the ceiling of the operand.
8720
8721 Arguments:
8722 """"""""""
8723
8724 The argument and return value are floating point numbers of the same
8725 type.
8726
8727 Semantics:
8728 """"""""""
8729
8730 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
8731 would, and handles error conditions in the same way.
8732
8733 '``llvm.trunc.*``' Intrinsic
8734 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8735
8736 Syntax:
8737 """""""
8738
8739 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.trunc`` on any
8740 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8741 all types however.
8742
8743 ::
8744
8745       declare float     @llvm.trunc.f32(float  %Val)
8746       declare double    @llvm.trunc.f64(double %Val)
8747       declare x86_fp80  @llvm.trunc.f80(x86_fp80  %Val)
8748       declare fp128     @llvm.trunc.f128(fp128 %Val)
8749       declare ppc_fp128 @llvm.trunc.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8750
8751 Overview:
8752 """""""""
8753
8754 The '``llvm.trunc.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
8755 nearest integer not larger in magnitude than the operand.
8756
8757 Arguments:
8758 """"""""""
8759
8760 The argument and return value are floating point numbers of the same
8761 type.
8762
8763 Semantics:
8764 """"""""""
8765
8766 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
8767 would, and handles error conditions in the same way.
8768
8769 '``llvm.rint.*``' Intrinsic
8770 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8771
8772 Syntax:
8773 """""""
8774
8775 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.rint`` on any
8776 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8777 all types however.
8778
8779 ::
8780
8781       declare float     @llvm.rint.f32(float  %Val)
8782       declare double    @llvm.rint.f64(double %Val)
8783       declare x86_fp80  @llvm.rint.f80(x86_fp80  %Val)
8784       declare fp128     @llvm.rint.f128(fp128 %Val)
8785       declare ppc_fp128 @llvm.rint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8786
8787 Overview:
8788 """""""""
8789
8790 The '``llvm.rint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
8791 nearest integer. It may raise an inexact floating-point exception if the
8792 operand isn't an integer.
8793
8794 Arguments:
8795 """"""""""
8796
8797 The argument and return value are floating point numbers of the same
8798 type.
8799
8800 Semantics:
8801 """"""""""
8802
8803 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
8804 would, and handles error conditions in the same way.
8805
8806 '``llvm.nearbyint.*``' Intrinsic
8807 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8808
8809 Syntax:
8810 """""""
8811
8812 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.nearbyint`` on any
8813 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8814 all types however.
8815
8816 ::
8817
8818       declare float     @llvm.nearbyint.f32(float  %Val)
8819       declare double    @llvm.nearbyint.f64(double %Val)
8820       declare x86_fp80  @llvm.nearbyint.f80(x86_fp80  %Val)
8821       declare fp128     @llvm.nearbyint.f128(fp128 %Val)
8822       declare ppc_fp128 @llvm.nearbyint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8823
8824 Overview:
8825 """""""""
8826
8827 The '``llvm.nearbyint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
8828 nearest integer.
8829
8830 Arguments:
8831 """"""""""
8832
8833 The argument and return value are floating point numbers of the same
8834 type.
8835
8836 Semantics:
8837 """"""""""
8838
8839 This function returns the same values as the libm ``nearbyint``
8840 functions would, and handles error conditions in the same way.
8841
8842 '``llvm.round.*``' Intrinsic
8843 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8844
8845 Syntax:
8846 """""""
8847
8848 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.round`` on any
8849 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8850 all types however.
8851
8852 ::
8853
8854       declare float     @llvm.round.f32(float  %Val)
8855       declare double    @llvm.round.f64(double %Val)
8856       declare x86_fp80  @llvm.round.f80(x86_fp80  %Val)
8857       declare fp128     @llvm.round.f128(fp128 %Val)
8858       declare ppc_fp128 @llvm.round.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8859
8860 Overview:
8861 """""""""
8862
8863 The '``llvm.round.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
8864 nearest integer.
8865
8866 Arguments:
8867 """"""""""
8868
8869 The argument and return value are floating point numbers of the same
8870 type.
8871
8872 Semantics:
8873 """"""""""
8874
8875 This function returns the same values as the libm ``round``
8876 functions would, and handles error conditions in the same way.
8877
8878 Bit Manipulation Intrinsics
8879 ---------------------------
8880
8881 LLVM provides intrinsics for a few important bit manipulation
8882 operations. These allow efficient code generation for some algorithms.
8883
8884 '``llvm.bswap.*``' Intrinsics
8885 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8886
8887 Syntax:
8888 """""""
8889
8890 This is an overloaded intrinsic function. You can use bswap on any
8891 integer type that is an even number of bytes (i.e. BitWidth % 16 == 0).
8892
8893 ::
8894
8895       declare i16 @llvm.bswap.i16(i16 <id>)
8896       declare i32 @llvm.bswap.i32(i32 <id>)
8897       declare i64 @llvm.bswap.i64(i64 <id>)
8898
8899 Overview:
8900 """""""""
8901
8902 The '``llvm.bswap``' family of intrinsics is used to byte swap integer
8903 values with an even number of bytes (positive multiple of 16 bits).
8904 These are useful for performing operations on data that is not in the
8905 target's native byte order.
8906
8907 Semantics:
8908 """"""""""
8909
8910 The ``llvm.bswap.i16`` intrinsic returns an i16 value that has the high
8911 and low byte of the input i16 swapped. Similarly, the ``llvm.bswap.i32``
8912 intrinsic returns an i32 value that has the four bytes of the input i32
8913 swapped, so that if the input bytes are numbered 0, 1, 2, 3 then the
8914 returned i32 will have its bytes in 3, 2, 1, 0 order. The
8915 ``llvm.bswap.i48``, ``llvm.bswap.i64`` and other intrinsics extend this
8916 concept to additional even-byte lengths (6 bytes, 8 bytes and more,
8917 respectively).
8918
8919 '``llvm.ctpop.*``' Intrinsic
8920 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8921
8922 Syntax:
8923 """""""
8924
8925 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.ctpop on any integer
8926 bit width, or on any vector with integer elements. Not all targets
8927 support all bit widths or vector types, however.
8928
8929 ::
8930
8931       declare i8 @llvm.ctpop.i8(i8  <src>)
8932       declare i16 @llvm.ctpop.i16(i16 <src>)
8933       declare i32 @llvm.ctpop.i32(i32 <src>)
8934       declare i64 @llvm.ctpop.i64(i64 <src>)
8935       declare i256 @llvm.ctpop.i256(i256 <src>)
8936       declare <2 x i32> @llvm.ctpop.v2i32(<2 x i32> <src>)
8937
8938 Overview:
8939 """""""""
8940
8941 The '``llvm.ctpop``' family of intrinsics counts the number of bits set
8942 in a value.
8943
8944 Arguments:
8945 """"""""""
8946
8947 The only argument is the value to be counted. The argument may be of any
8948 integer type, or a vector with integer elements. The return type must
8949 match the argument type.
8950
8951 Semantics:
8952 """"""""""
8953
8954 The '``llvm.ctpop``' intrinsic counts the 1's in a variable, or within
8955 each element of a vector.
8956
8957 '``llvm.ctlz.*``' Intrinsic
8958 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8959
8960 Syntax:
8961 """""""
8962
8963 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ctlz`` on any
8964 integer bit width, or any vector whose elements are integers. Not all
8965 targets support all bit widths or vector types, however.
8966
8967 ::
8968
8969       declare i8   @llvm.ctlz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
8970       declare i16  @llvm.ctlz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
8971       declare i32  @llvm.ctlz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
8972       declare i64  @llvm.ctlz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
8973       declare i256 @llvm.ctlz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
8974       declase <2 x i32> @llvm.ctlz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
8975
8976 Overview:
8977 """""""""
8978
8979 The '``llvm.ctlz``' family of intrinsic functions counts the number of
8980 leading zeros in a variable.
8981
8982 Arguments:
8983 """"""""""
8984
8985 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
8986 any integer type, or a vector with integer element type. The return
8987 type must match the first argument type.
8988
8989 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
8990 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
8991 defined result. Historically some architectures did not provide a
8992 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
8993 now predicated on avoiding zero-value inputs.
8994
8995 Semantics:
8996 """"""""""
8997
8998 The '``llvm.ctlz``' intrinsic counts the leading (most significant)
8999 zeros in a variable, or within each element of the vector. If
9000 ``src == 0`` then the result is the size in bits of the type of ``src``
9001 if ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
9002 ``llvm.ctlz(i32 2) = 30``.
9003
9004 '``llvm.cttz.*``' Intrinsic
9005 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9006
9007 Syntax:
9008 """""""
9009
9010 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cttz`` on any
9011 integer bit width, or any vector of integer elements. Not all targets
9012 support all bit widths or vector types, however.
9013
9014 ::
9015
9016       declare i8   @llvm.cttz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
9017       declare i16  @llvm.cttz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
9018       declare i32  @llvm.cttz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
9019       declare i64  @llvm.cttz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
9020       declare i256 @llvm.cttz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
9021       declase <2 x i32> @llvm.cttz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
9022
9023 Overview:
9024 """""""""
9025
9026 The '``llvm.cttz``' family of intrinsic functions counts the number of
9027 trailing zeros.
9028
9029 Arguments:
9030 """"""""""
9031
9032 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
9033 any integer type, or a vector with integer element type. The return
9034 type must match the first argument type.
9035
9036 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
9037 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
9038 defined result. Historically some architectures did not provide a
9039 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
9040 now predicated on avoiding zero-value inputs.
9041
9042 Semantics:
9043 """"""""""
9044
9045 The '``llvm.cttz``' intrinsic counts the trailing (least significant)
9046 zeros in a variable, or within each element of a vector. If ``src == 0``
9047 then the result is the size in bits of the type of ``src`` if
9048 ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
9049 ``llvm.cttz(2) = 1``.
9050
9051 Arithmetic with Overflow Intrinsics
9052 -----------------------------------
9053
9054 LLVM provides intrinsics for some arithmetic with overflow operations.
9055
9056 '``llvm.sadd.with.overflow.*``' Intrinsics
9057 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9058
9059 Syntax:
9060 """""""
9061
9062 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.with.overflow``
9063 on any integer bit width.
9064
9065 ::
9066
9067       declare {i16, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
9068       declare {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9069       declare {i64, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
9070
9071 Overview:
9072 """""""""
9073
9074 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9075 a signed addition of the two arguments, and indicate whether an overflow
9076 occurred during the signed summation.
9077
9078 Arguments:
9079 """"""""""
9080
9081 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
9082 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
9083 bit width. The second element of the result structure must be of type
9084 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
9085 addition.
9086
9087 Semantics:
9088 """"""""""
9089
9090 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9091 a signed addition of the two variables. They return a structure --- the
9092 first element of which is the signed summation, and the second element
9093 of which is a bit specifying if the signed summation resulted in an
9094 overflow.
9095
9096 Examples:
9097 """""""""
9098
9099 .. code-block:: llvm
9100
9101       %res = call {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9102       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
9103       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
9104       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
9105
9106 '``llvm.uadd.with.overflow.*``' Intrinsics
9107 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9108
9109 Syntax:
9110 """""""
9111
9112 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.with.overflow``
9113 on any integer bit width.
9114
9115 ::
9116
9117       declare {i16, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
9118       declare {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9119       declare {i64, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
9120
9121 Overview:
9122 """""""""
9123
9124 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9125 an unsigned addition of the two arguments, and indicate whether a carry
9126 occurred during the unsigned summation.
9127
9128 Arguments:
9129 """"""""""
9130
9131 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
9132 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
9133 bit width. The second element of the result structure must be of type
9134 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
9135 addition.
9136
9137 Semantics:
9138 """"""""""
9139
9140 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9141 an unsigned addition of the two arguments. They return a structure --- the
9142 first element of which is the sum, and the second element of which is a
9143 bit specifying if the unsigned summation resulted in a carry.
9144
9145 Examples:
9146 """""""""
9147
9148 .. code-block:: llvm
9149
9150       %res = call {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9151       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
9152       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
9153       br i1 %obit, label %carry, label %normal
9154
9155 '``llvm.ssub.with.overflow.*``' Intrinsics
9156 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9157
9158 Syntax:
9159 """""""
9160
9161 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.with.overflow``
9162 on any integer bit width.
9163
9164 ::
9165
9166       declare {i16, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
9167       declare {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9168       declare {i64, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
9169
9170 Overview:
9171 """""""""
9172
9173 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9174 a signed subtraction of the two arguments, and indicate whether an
9175 overflow occurred during the signed subtraction.
9176
9177 Arguments:
9178 """"""""""
9179
9180 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
9181 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
9182 bit width. The second element of the result structure must be of type
9183 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
9184 subtraction.
9185
9186 Semantics:
9187 """"""""""
9188
9189 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9190 a signed subtraction of the two arguments. They return a structure --- the
9191 first element of which is the subtraction, and the second element of
9192 which is a bit specifying if the signed subtraction resulted in an
9193 overflow.
9194
9195 Examples:
9196 """""""""
9197
9198 .. code-block:: llvm
9199
9200       %res = call {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9201       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
9202       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
9203       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
9204
9205 '``llvm.usub.with.overflow.*``' Intrinsics
9206 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9207
9208 Syntax:
9209 """""""
9210
9211 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.with.overflow``
9212 on any integer bit width.
9213
9214 ::
9215
9216       declare {i16, i1} @llvm.usub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
9217       declare {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9218       declare {i64, i1} @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
9219
9220 Overview:
9221 """""""""
9222
9223 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9224 an unsigned subtraction of the two arguments, and indicate whether an
9225 overflow occurred during the unsigned subtraction.
9226
9227 Arguments:
9228 """"""""""
9229
9230 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
9231 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
9232 bit width. The second element of the result structure must be of type
9233 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
9234 subtraction.
9235
9236 Semantics:
9237 """"""""""
9238
9239 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9240 an unsigned subtraction of the two arguments. They return a structure ---
9241 the first element of which is the subtraction, and the second element of
9242 which is a bit specifying if the unsigned subtraction resulted in an
9243 overflow.
9244
9245 Examples:
9246 """""""""
9247
9248 .. code-block:: llvm
9249
9250       %res = call {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9251       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
9252       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
9253       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
9254
9255 '``llvm.smul.with.overflow.*``' Intrinsics
9256 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9257
9258 Syntax:
9259 """""""
9260
9261 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.with.overflow``
9262 on any integer bit width.
9263
9264 ::
9265
9266       declare {i16, i1} @llvm.smul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
9267       declare {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9268       declare {i64, i1} @llvm.smul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
9269
9270 Overview:
9271 """""""""
9272
9273 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9274 a signed multiplication of the two arguments, and indicate whether an
9275 overflow occurred during the signed multiplication.
9276
9277 Arguments:
9278 """"""""""
9279
9280 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
9281 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
9282 bit width. The second element of the result structure must be of type
9283 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
9284 multiplication.
9285
9286 Semantics:
9287 """"""""""
9288
9289 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9290 a signed multiplication of the two arguments. They return a structure ---
9291 the first element of which is the multiplication, and the second element
9292 of which is a bit specifying if the signed multiplication resulted in an
9293 overflow.
9294
9295 Examples:
9296 """""""""
9297
9298 .. code-block:: llvm
9299
9300       %res = call {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9301       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
9302       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
9303       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
9304
9305 '``llvm.umul.with.overflow.*``' Intrinsics
9306 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9307
9308 Syntax:
9309 """""""
9310
9311 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.with.overflow``
9312 on any integer bit width.
9313
9314 ::
9315
9316       declare {i16, i1} @llvm.umul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
9317       declare {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9318       declare {i64, i1} @llvm.umul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
9319
9320 Overview:
9321 """""""""
9322
9323 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9324 a unsigned multiplication of the two arguments, and indicate whether an
9325 overflow occurred during the unsigned multiplication.
9326
9327 Arguments:
9328 """"""""""
9329
9330 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
9331 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
9332 bit width. The second element of the result structure must be of type
9333 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
9334 multiplication.
9335
9336 Semantics:
9337 """"""""""
9338
9339 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9340 an unsigned multiplication of the two arguments. They return a structure ---
9341 the first element of which is the multiplication, and the second
9342 element of which is a bit specifying if the unsigned multiplication
9343 resulted in an overflow.
9344
9345 Examples:
9346 """""""""
9347
9348 .. code-block:: llvm
9349
9350       %res = call {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9351       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
9352       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
9353       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
9354
9355 Specialised Arithmetic Intrinsics
9356 ---------------------------------
9357
9358 '``llvm.fmuladd.*``' Intrinsic
9359 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9360
9361 Syntax:
9362 """""""
9363
9364 ::
9365
9366       declare float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c)
9367       declare double @llvm.fmuladd.f64(double %a, double %b, double %c)
9368
9369 Overview:
9370 """""""""
9371
9372 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsic functions represent multiply-add
9373 expressions that can be fused if the code generator determines that (a) the
9374 target instruction set has support for a fused operation, and (b) that the
9375 fused operation is more efficient than the equivalent, separate pair of mul
9376 and add instructions.
9377
9378 Arguments:
9379 """"""""""
9380
9381 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsics each take three arguments: two
9382 multiplicands, a and b, and an addend c.
9383
9384 Semantics:
9385 """"""""""
9386
9387 The expression:
9388
9389 ::
9390
9391       %0 = call float @llvm.fmuladd.f32(%a, %b, %c)
9392
9393 is equivalent to the expression a \* b + c, except that rounding will
9394 not be performed between the multiplication and addition steps if the
9395 code generator fuses the operations. Fusion is not guaranteed, even if
9396 the target platform supports it. If a fused multiply-add is required the
9397 corresponding llvm.fma.\* intrinsic function should be used
9398 instead. This never sets errno, just as '``llvm.fma.*``'.
9399
9400 Examples:
9401 """""""""
9402
9403 .. code-block:: llvm
9404
9405       %r2 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c) ; yields float:r2 = (a * b) + c
9406
9407 Half Precision Floating Point Intrinsics
9408 ----------------------------------------
9409
9410 For most target platforms, half precision floating point is a
9411 storage-only format. This means that it is a dense encoding (in memory)
9412 but does not support computation in the format.
9413
9414 This means that code must first load the half-precision floating point
9415 value as an i16, then convert it to float with
9416 :ref:`llvm.convert.from.fp16 <int_convert_from_fp16>`. Computation can
9417 then be performed on the float value (including extending to double
9418 etc). To store the value back to memory, it is first converted to float
9419 if needed, then converted to i16 with
9420 :ref:`llvm.convert.to.fp16 <int_convert_to_fp16>`, then storing as an
9421 i16 value.
9422
9423 .. _int_convert_to_fp16:
9424
9425 '``llvm.convert.to.fp16``' Intrinsic
9426 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9427
9428 Syntax:
9429 """""""
9430
9431 ::
9432
9433       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
9434       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f64(double %a)
9435
9436 Overview:
9437 """""""""
9438
9439 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
9440 conventional floating point type to half precision floating point format.
9441
9442 Arguments:
9443 """"""""""
9444
9445 The intrinsic function contains single argument - the value to be
9446 converted.
9447
9448 Semantics:
9449 """"""""""
9450
9451 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
9452 conventional floating point format to half precision floating point format. The
9453 return value is an ``i16`` which contains the converted number.
9454
9455 Examples:
9456 """""""""
9457
9458 .. code-block:: llvm
9459
9460       %res = call i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
9461       store i16 %res, i16* @x, align 2
9462
9463 .. _int_convert_from_fp16:
9464
9465 '``llvm.convert.from.fp16``' Intrinsic
9466 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9467
9468 Syntax:
9469 """""""
9470
9471 ::
9472
9473       declare float @llvm.convert.from.fp16.f32(i16 %a)
9474       declare double @llvm.convert.from.fp16.f64(i16 %a)
9475
9476 Overview:
9477 """""""""
9478
9479 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
9480 conversion from half precision floating point format to single precision
9481 floating point format.
9482
9483 Arguments:
9484 """"""""""
9485
9486 The intrinsic function contains single argument - the value to be
9487 converted.
9488
9489 Semantics:
9490 """"""""""
9491
9492 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
9493 conversion from half single precision floating point format to single
9494 precision floating point format. The input half-float value is
9495 represented by an ``i16`` value.
9496
9497 Examples:
9498 """""""""
9499
9500 .. code-block:: llvm
9501
9502       %a = load i16* @x, align 2
9503       %res = call float @llvm.convert.from.fp16(i16 %a)
9504
9505 .. _dbg_intrinsics:
9506
9507 Debugger Intrinsics
9508 -------------------
9509
9510 The LLVM debugger intrinsics (which all start with ``llvm.dbg.``
9511 prefix), are described in the `LLVM Source Level
9512 Debugging <SourceLevelDebugging.html#format_common_intrinsics>`_
9513 document.
9514
9515 Exception Handling Intrinsics
9516 -----------------------------
9517
9518 The LLVM exception handling intrinsics (which all start with
9519 ``llvm.eh.`` prefix), are described in the `LLVM Exception
9520 Handling <ExceptionHandling.html#format_common_intrinsics>`_ document.
9521
9522 .. _int_trampoline:
9523
9524 Trampoline Intrinsics
9525 ---------------------
9526
9527 These intrinsics make it possible to excise one parameter, marked with
9528 the :ref:`nest <nest>` attribute, from a function. The result is a
9529 callable function pointer lacking the nest parameter - the caller does
9530 not need to provide a value for it. Instead, the value to use is stored
9531 in advance in a "trampoline", a block of memory usually allocated on the
9532 stack, which also contains code to splice the nest value into the
9533 argument list. This is used to implement the GCC nested function address
9534 extension.
9535
9536 For example, if the function is ``i32 f(i8* nest %c, i32 %x, i32 %y)``
9537 then the resulting function pointer has signature ``i32 (i32, i32)*``.
9538 It can be created as follows:
9539
9540 .. code-block:: llvm
9541
9542       %tramp = alloca [10 x i8], align 4 ; size and alignment only correct for X86
9543       %tramp1 = getelementptr [10 x i8]* %tramp, i32 0, i32 0
9544       call i8* @llvm.init.trampoline(i8* %tramp1, i8* bitcast (i32 (i8*, i32, i32)* @f to i8*), i8* %nval)
9545       %p = call i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* %tramp1)
9546       %fp = bitcast i8* %p to i32 (i32, i32)*
9547
9548 The call ``%val = call i32 %fp(i32 %x, i32 %y)`` is then equivalent to
9549 ``%val = call i32 %f(i8* %nval, i32 %x, i32 %y)``.
9550
9551 .. _int_it:
9552
9553 '``llvm.init.trampoline``' Intrinsic
9554 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9555
9556 Syntax:
9557 """""""
9558
9559 ::
9560
9561       declare void @llvm.init.trampoline(i8* <tramp>, i8* <func>, i8* <nval>)
9562
9563 Overview:
9564 """""""""
9565
9566 This fills the memory pointed to by ``tramp`` with executable code,
9567 turning it into a trampoline.
9568
9569 Arguments:
9570 """"""""""
9571
9572 The ``llvm.init.trampoline`` intrinsic takes three arguments, all
9573 pointers. The ``tramp`` argument must point to a sufficiently large and
9574 sufficiently aligned block of memory; this memory is written to by the
9575 intrinsic. Note that the size and the alignment are target-specific -
9576 LLVM currently provides no portable way of determining them, so a
9577 front-end that generates this intrinsic needs to have some
9578 target-specific knowledge. The ``func`` argument must hold a function
9579 bitcast to an ``i8*``.
9580
9581 Semantics:
9582 """"""""""
9583
9584 The block of memory pointed to by ``tramp`` is filled with target
9585 dependent code, turning it into a function. Then ``tramp`` needs to be
9586 passed to :ref:`llvm.adjust.trampoline <int_at>` to get a pointer which can
9587 be :ref:`bitcast (to a new function) and called <int_trampoline>`. The new
9588 function's signature is the same as that of ``func`` with any arguments
9589 marked with the ``nest`` attribute removed. At most one such ``nest``
9590 argument is allowed, and it must be of pointer type. Calling the new
9591 function is equivalent to calling ``func`` with the same argument list,
9592 but with ``nval`` used for the missing ``nest`` argument. If, after
9593 calling ``llvm.init.trampoline``, the memory pointed to by ``tramp`` is
9594 modified, then the effect of any later call to the returned function
9595 pointer is undefined.
9596
9597 .. _int_at:
9598
9599 '``llvm.adjust.trampoline``' Intrinsic
9600 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9601
9602 Syntax:
9603 """""""
9604
9605 ::
9606
9607       declare i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* <tramp>)
9608
9609 Overview:
9610 """""""""
9611
9612 This performs any required machine-specific adjustment to the address of
9613 a trampoline (passed as ``tramp``).
9614
9615 Arguments:
9616 """"""""""
9617
9618 ``tramp`` must point to a block of memory which already has trampoline
9619 code filled in by a previous call to
9620 :ref:`llvm.init.trampoline <int_it>`.
9621
9622 Semantics:
9623 """"""""""
9624
9625 On some architectures the address of the code to be executed needs to be
9626 different than the address where the trampoline is actually stored. This
9627 intrinsic returns the executable address corresponding to ``tramp``
9628 after performing the required machine specific adjustments. The pointer
9629 returned can then be :ref:`bitcast and executed <int_trampoline>`.
9630
9631 Masked Vector Load and Store Intrinsics
9632 ---------------------------------------
9633
9634 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.
9635
9636 .. _int_mload:
9637
9638 '``llvm.masked.load.*``' Intrinsics
9639 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9640
9641 Syntax:
9642 """""""
9643 This is an overloaded intrinsic. The loaded data is a vector of any integer or floating point data type.
9644
9645 ::
9646
9647       declare <16 x float> @llvm.masked.load.v16f32 (<16 x float>* <ptr>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
9648       declare <2 x double> @llvm.masked.load.v2f64  (<2 x double>* <ptr>, i32 <alignment>, <2 x i1>  <mask>, <2 x double> <passthru>)
9649
9650 Overview:
9651 """""""""
9652
9653 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 in the passthru operand.
9654
9655
9656 Arguments:
9657 """"""""""
9658
9659 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 'i1' 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 passthru operand are the same vector types.
9660
9661
9662 Semantics:
9663 """"""""""
9664
9665 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.
9666 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.
9667
9668
9669 ::
9670
9671        %res = call <16 x float> @llvm.masked.load.v16f32 (<16 x float>* %ptr, i32 4, <16 x i1>%mask, <16 x float> %passthru)
9672        
9673        ;; The result of the two following instructions is identical aside from potential memory access exception
9674        %loadlal = load <16 x float>* %ptr, align 4
9675        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %loadlal, <16 x float> %passthru
9676
9677 .. _int_mstore:
9678
9679 '``llvm.masked.store.*``' Intrinsics
9680 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9681
9682 Syntax:
9683 """""""
9684 This is an overloaded intrinsic. The data stored in memory is a vector of any integer or floating point data type.
9685
9686 ::
9687
9688        declare void @llvm.masked.store.v8i32 (<8 x i32>  <value>, <8 x i32> * <ptr>, i32 <alignment>,  <8 x i1>  <mask>)
9689        declare void @llvm.masked.store.v16f32(<16 x i32> <value>, <16 x i32>* <ptr>, i32 <alignment>,  <16 x i1> <mask>)
9690
9691 Overview:
9692 """""""""
9693
9694 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.
9695
9696 Arguments:
9697 """"""""""
9698
9699 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.
9700
9701
9702 Semantics:
9703 """"""""""
9704
9705 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.
9706 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.
9707
9708 ::
9709
9710        call void @llvm.masked.store.v16f32(<16 x float> %value, <16 x float>* %ptr, i32 4,  <16 x i1> %mask)
9711        
9712        ;; The result of the following instructions is identical aside from potential data races and memory access exceptions
9713        %oldval = load <16 x float>* %ptr, align 4
9714        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %value, <16 x float> %oldval
9715        store <16 x float> %res, <16 x float>* %ptr, align 4
9716
9717
9718 Memory Use Markers
9719 ------------------
9720
9721 This class of intrinsics provides information about the lifetime of
9722 memory objects and ranges where variables are immutable.
9723
9724 .. _int_lifestart:
9725
9726 '``llvm.lifetime.start``' Intrinsic
9727 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9728
9729 Syntax:
9730 """""""
9731
9732 ::
9733
9734       declare void @llvm.lifetime.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
9735
9736 Overview:
9737 """""""""
9738
9739 The '``llvm.lifetime.start``' intrinsic specifies the start of a memory
9740 object's lifetime.
9741
9742 Arguments:
9743 """"""""""
9744
9745 The first argument is a constant integer representing the size of the
9746 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
9747 to the object.
9748
9749 Semantics:
9750 """"""""""
9751
9752 This intrinsic indicates that before this point in the code, the value
9753 of the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known
9754 to never be used and has an undefined value. A load from the pointer
9755 that precedes this intrinsic can be replaced with ``'undef'``.
9756
9757 .. _int_lifeend:
9758
9759 '``llvm.lifetime.end``' Intrinsic
9760 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9761
9762 Syntax:
9763 """""""
9764
9765 ::
9766
9767       declare void @llvm.lifetime.end(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
9768
9769 Overview:
9770 """""""""
9771
9772 The '``llvm.lifetime.end``' intrinsic specifies the end of a memory
9773 object's lifetime.
9774
9775 Arguments:
9776 """"""""""
9777
9778 The first argument is a constant integer representing the size of the
9779 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
9780 to the object.
9781
9782 Semantics:
9783 """"""""""
9784
9785 This intrinsic indicates that after this point in the code, the value of
9786 the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known to
9787 never be used and has an undefined value. Any stores into the memory
9788 object following this intrinsic may be removed as dead.
9789
9790 '``llvm.invariant.start``' Intrinsic
9791 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9792
9793 Syntax:
9794 """""""
9795
9796 ::
9797
9798       declare {}* @llvm.invariant.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
9799
9800 Overview:
9801 """""""""
9802
9803 The '``llvm.invariant.start``' intrinsic specifies that the contents of
9804 a memory object will not change.
9805
9806 Arguments:
9807 """"""""""
9808
9809 The first argument is a constant integer representing the size of the
9810 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
9811 to the object.
9812
9813 Semantics:
9814 """"""""""
9815
9816 This intrinsic indicates that until an ``llvm.invariant.end`` that uses
9817 the return value, the referenced memory location is constant and
9818 unchanging.
9819
9820 '``llvm.invariant.end``' Intrinsic
9821 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9822
9823 Syntax:
9824 """""""
9825
9826 ::
9827
9828       declare void @llvm.invariant.end({}* <start>, i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
9829
9830 Overview:
9831 """""""""
9832
9833 The '``llvm.invariant.end``' intrinsic specifies that the contents of a
9834 memory object are mutable.
9835
9836 Arguments:
9837 """"""""""
9838
9839 The first argument is the matching ``llvm.invariant.start`` intrinsic.
9840 The second argument is a constant integer representing the size of the
9841 object, or -1 if it is variable sized and the third argument is a
9842 pointer to the object.
9843
9844 Semantics:
9845 """"""""""
9846
9847 This intrinsic indicates that the memory is mutable again.
9848
9849 General Intrinsics
9850 ------------------
9851
9852 This class of intrinsics is designed to be generic and has no specific
9853 purpose.
9854
9855 '``llvm.var.annotation``' Intrinsic
9856 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9857
9858 Syntax:
9859 """""""
9860
9861 ::
9862
9863       declare void @llvm.var.annotation(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9864
9865 Overview:
9866 """""""""
9867
9868 The '``llvm.var.annotation``' intrinsic.
9869
9870 Arguments:
9871 """"""""""
9872
9873 The first argument is a pointer to a value, the second is a pointer to a
9874 global string, the third is a pointer to a global string which is the
9875 source file name, and the last argument is the line number.
9876
9877 Semantics:
9878 """"""""""
9879
9880 This intrinsic allows annotation of local variables with arbitrary
9881 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want
9882 to look for these annotations. These have no other defined use; they are
9883 ignored by code generation and optimization.
9884
9885 '``llvm.ptr.annotation.*``' Intrinsic
9886 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9887
9888 Syntax:
9889 """""""
9890
9891 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.ptr.annotation``' on a
9892 pointer to an integer of any width. *NOTE* you must specify an address space for
9893 the pointer. The identifier for the default address space is the integer
9894 '``0``'.
9895
9896 ::
9897
9898       declare i8*   @llvm.ptr.annotation.p<address space>i8(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9899       declare i16*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i16(i16* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9900       declare i32*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i32(i32* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9901       declare i64*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i64(i64* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9902       declare i256* @llvm.ptr.annotation.p<address space>i256(i256* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9903
9904 Overview:
9905 """""""""
9906
9907 The '``llvm.ptr.annotation``' intrinsic.
9908
9909 Arguments:
9910 """"""""""
9911
9912 The first argument is a pointer to an integer value of arbitrary bitwidth
9913 (result of some expression), the second is a pointer to a global string, the
9914 third is a pointer to a global string which is the source file name, and the
9915 last argument is the line number. It returns the value of the first argument.
9916
9917 Semantics:
9918 """"""""""
9919
9920 This intrinsic allows annotation of a pointer to an integer with arbitrary
9921 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want to look
9922 for these annotations. These have no other defined use; they are ignored by code
9923 generation and optimization.
9924
9925 '``llvm.annotation.*``' Intrinsic
9926 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9927
9928 Syntax:
9929 """""""
9930
9931 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.annotation``' on
9932 any integer bit width.
9933
9934 ::
9935
9936       declare i8 @llvm.annotation.i8(i8 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9937       declare i16 @llvm.annotation.i16(i16 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9938       declare i32 @llvm.annotation.i32(i32 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9939       declare i64 @llvm.annotation.i64(i64 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9940       declare i256 @llvm.annotation.i256(i256 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9941
9942 Overview:
9943 """""""""
9944
9945 The '``llvm.annotation``' intrinsic.
9946
9947 Arguments:
9948 """"""""""
9949
9950 The first argument is an integer value (result of some expression), the
9951 second is a pointer to a global string, the third is a pointer to a
9952 global string which is the source file name, and the last argument is
9953 the line number. It returns the value of the first argument.
9954
9955 Semantics:
9956 """"""""""
9957
9958 This intrinsic allows annotations to be put on arbitrary expressions
9959 with arbitrary strings. This can be useful for special purpose
9960 optimizations that want to look for these annotations. These have no
9961 other defined use; they are ignored by code generation and optimization.
9962
9963 '``llvm.trap``' Intrinsic
9964 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9965
9966 Syntax:
9967 """""""
9968
9969 ::
9970
9971       declare void @llvm.trap() noreturn nounwind
9972
9973 Overview:
9974 """""""""
9975
9976 The '``llvm.trap``' intrinsic.
9977
9978 Arguments:
9979 """"""""""
9980
9981 None.
9982
9983 Semantics:
9984 """"""""""
9985
9986 This intrinsic is lowered to the target dependent trap instruction. If
9987 the target does not have a trap instruction, this intrinsic will be
9988 lowered to a call of the ``abort()`` function.
9989
9990 '``llvm.debugtrap``' Intrinsic
9991 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9992
9993 Syntax:
9994 """""""
9995
9996 ::
9997
9998       declare void @llvm.debugtrap() nounwind
9999
10000 Overview:
10001 """""""""
10002
10003 The '``llvm.debugtrap``' intrinsic.
10004
10005 Arguments:
10006 """"""""""
10007
10008 None.
10009
10010 Semantics:
10011 """"""""""
10012
10013 This intrinsic is lowered to code which is intended to cause an
10014 execution trap with the intention of requesting the attention of a
10015 debugger.
10016
10017 '``llvm.stackprotector``' Intrinsic
10018 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10019
10020 Syntax:
10021 """""""
10022
10023 ::
10024
10025       declare void @llvm.stackprotector(i8* <guard>, i8** <slot>)
10026
10027 Overview:
10028 """""""""
10029
10030 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic takes the ``guard`` and stores it
10031 onto the stack at ``slot``. The stack slot is adjusted to ensure that it
10032 is placed on the stack before local variables.
10033
10034 Arguments:
10035 """"""""""
10036
10037 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic requires two pointer arguments.
10038 The first argument is the value loaded from the stack guard
10039 ``@__stack_chk_guard``. The second variable is an ``alloca`` that has
10040 enough space to hold the value of the guard.
10041
10042 Semantics:
10043 """"""""""
10044
10045 This intrinsic causes the prologue/epilogue inserter to force the position of
10046 the ``AllocaInst`` stack slot to be before local variables on the stack. This is
10047 to ensure that if a local variable on the stack is overwritten, it will destroy
10048 the value of the guard. When the function exits, the guard on the stack is
10049 checked against the original guard by ``llvm.stackprotectorcheck``. If they are
10050 different, then ``llvm.stackprotectorcheck`` causes the program to abort by
10051 calling the ``__stack_chk_fail()`` function.
10052
10053 '``llvm.stackprotectorcheck``' Intrinsic
10054 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10055
10056 Syntax:
10057 """""""
10058
10059 ::
10060
10061       declare void @llvm.stackprotectorcheck(i8** <guard>)
10062
10063 Overview:
10064 """""""""
10065
10066 The ``llvm.stackprotectorcheck`` intrinsic compares ``guard`` against an already
10067 created stack protector and if they are not equal calls the
10068 ``__stack_chk_fail()`` function.
10069
10070 Arguments:
10071 """"""""""
10072
10073 The ``llvm.stackprotectorcheck`` intrinsic requires one pointer argument, the
10074 the variable ``@__stack_chk_guard``.
10075
10076 Semantics:
10077 """"""""""
10078
10079 This intrinsic is provided to perform the stack protector check by comparing
10080 ``guard`` with the stack slot created by ``llvm.stackprotector`` and if the
10081 values do not match call the ``__stack_chk_fail()`` function.
10082
10083 The reason to provide this as an IR level intrinsic instead of implementing it
10084 via other IR operations is that in order to perform this operation at the IR
10085 level without an intrinsic, one would need to create additional basic blocks to
10086 handle the success/failure cases. This makes it difficult to stop the stack
10087 protector check from disrupting sibling tail calls in Codegen. With this
10088 intrinsic, we are able to generate the stack protector basic blocks late in
10089 codegen after the tail call decision has occurred.
10090
10091 '``llvm.objectsize``' Intrinsic
10092 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10093
10094 Syntax:
10095 """""""
10096
10097 ::
10098
10099       declare i32 @llvm.objectsize.i32(i8* <object>, i1 <min>)
10100       declare i64 @llvm.objectsize.i64(i8* <object>, i1 <min>)
10101
10102 Overview:
10103 """""""""
10104
10105 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is designed to provide information to
10106 the optimizers to determine at compile time whether a) an operation
10107 (like memcpy) will overflow a buffer that corresponds to an object, or
10108 b) that a runtime check for overflow isn't necessary. An object in this
10109 context means an allocation of a specific class, structure, array, or
10110 other object.
10111
10112 Arguments:
10113 """"""""""
10114
10115 The ``llvm.objectsize`` intrinsic takes two arguments. The first
10116 argument is a pointer to or into the ``object``. The second argument is
10117 a boolean and determines whether ``llvm.objectsize`` returns 0 (if true)
10118 or -1 (if false) when the object size is unknown. The second argument
10119 only accepts constants.
10120
10121 Semantics:
10122 """"""""""
10123
10124 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is lowered to a constant representing
10125 the size of the object concerned. If the size cannot be determined at
10126 compile time, ``llvm.objectsize`` returns ``i32/i64 -1 or 0`` (depending
10127 on the ``min`` argument).
10128
10129 '``llvm.expect``' Intrinsic
10130 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10131
10132 Syntax:
10133 """""""
10134
10135 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.expect`` on any
10136 integer bit width.
10137
10138 ::
10139
10140       declare i1 @llvm.expect.i1(i1 <val>, i1 <expected_val>)
10141       declare i32 @llvm.expect.i32(i32 <val>, i32 <expected_val>)
10142       declare i64 @llvm.expect.i64(i64 <val>, i64 <expected_val>)
10143
10144 Overview:
10145 """""""""
10146
10147 The ``llvm.expect`` intrinsic provides information about expected (the
10148 most probable) value of ``val``, which can be used by optimizers.
10149
10150 Arguments:
10151 """"""""""
10152
10153 The ``llvm.expect`` intrinsic takes two arguments. The first argument is
10154 a value. The second argument is an expected value, this needs to be a
10155 constant value, variables are not allowed.
10156
10157 Semantics:
10158 """"""""""
10159
10160 This intrinsic is lowered to the ``val``.
10161
10162 '``llvm.assume``' Intrinsic
10163 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10164
10165 Syntax:
10166 """""""
10167
10168 ::
10169
10170       declare void @llvm.assume(i1 %cond)
10171
10172 Overview:
10173 """""""""
10174
10175 The ``llvm.assume`` allows the optimizer to assume that the provided
10176 condition is true. This information can then be used in simplifying other parts
10177 of the code.
10178
10179 Arguments:
10180 """"""""""
10181
10182 The condition which the optimizer may assume is always true.
10183
10184 Semantics:
10185 """"""""""
10186
10187 The intrinsic allows the optimizer to assume that the provided condition is
10188 always true whenever the control flow reaches the intrinsic call. No code is
10189 generated for this intrinsic, and instructions that contribute only to the
10190 provided condition are not used for code generation. If the condition is
10191 violated during execution, the behavior is undefined.
10192
10193 Note that the optimizer might limit the transformations performed on values
10194 used by the ``llvm.assume`` intrinsic in order to preserve the instructions
10195 only used to form the intrinsic's input argument. This might prove undesirable
10196 if the extra information provided by the ``llvm.assume`` intrinsic does not cause
10197 sufficient overall improvement in code quality. For this reason,
10198 ``llvm.assume`` should not be used to document basic mathematical invariants
10199 that the optimizer can otherwise deduce or facts that are of little use to the
10200 optimizer.
10201
10202 .. _bitset.test:
10203
10204 '``llvm.bitset.test``' Intrinsic
10205 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10206
10207 Syntax:
10208 """""""
10209
10210 ::
10211
10212       declare i1 @llvm.bitset.test(i8* %ptr, metadata %bitset) nounwind readnone
10213
10214
10215 Arguments:
10216 """"""""""
10217
10218 The first argument is a pointer to be tested. The second argument is a
10219 metadata string containing the name of a :doc:`bitset <BitSets>`.
10220
10221 Overview:
10222 """""""""
10223
10224 The ``llvm.bitset.test`` intrinsic tests whether the given pointer is a
10225 member of the given bitset.
10226
10227 '``llvm.donothing``' Intrinsic
10228 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10229
10230 Syntax:
10231 """""""
10232
10233 ::
10234
10235       declare void @llvm.donothing() nounwind readnone
10236
10237 Overview:
10238 """""""""
10239
10240 The ``llvm.donothing`` intrinsic doesn't perform any operation. It's one of only
10241 two intrinsics (besides ``llvm.experimental.patchpoint``) that can be called
10242 with an invoke instruction.
10243
10244 Arguments:
10245 """"""""""
10246
10247 None.
10248
10249 Semantics:
10250 """"""""""
10251
10252 This intrinsic does nothing, and it's removed by optimizers and ignored
10253 by codegen.
10254
10255 Stack Map Intrinsics
10256 --------------------
10257
10258 LLVM provides experimental intrinsics to support runtime patching
10259 mechanisms commonly desired in dynamic language JITs. These intrinsics
10260 are described in :doc:`StackMaps`.