Update LangRef now that a DataLayout is mandatory.
[oota-llvm.git] / docs / LangRef.rst
1 ==============================
2 LLVM Language Reference Manual
3 ==============================
4
5 .. contents::
6    :local:
7    :depth: 4
8
9 Abstract
10 ========
11
12 This document is a reference manual for the LLVM assembly language. LLVM
13 is a Static Single Assignment (SSA) based representation that provides
14 type safety, low-level operations, flexibility, and the capability of
15 representing 'all' high-level languages cleanly. It is the common code
16 representation used throughout all phases of the LLVM compilation
17 strategy.
18
19 Introduction
20 ============
21
22 The LLVM code representation is designed to be used in three different
23 forms: as an in-memory compiler IR, as an on-disk bitcode representation
24 (suitable for fast loading by a Just-In-Time compiler), and as a human
25 readable assembly language representation. This allows LLVM to provide a
26 powerful intermediate representation for efficient compiler
27 transformations and analysis, while providing a natural means to debug
28 and visualize the transformations. The three different forms of LLVM are
29 all equivalent. This document describes the human readable
30 representation and notation.
31
32 The LLVM representation aims to be light-weight and low-level while
33 being expressive, typed, and extensible at the same time. It aims to be
34 a "universal IR" of sorts, by being at a low enough level that
35 high-level ideas may be cleanly mapped to it (similar to how
36 microprocessors are "universal IR's", allowing many source languages to
37 be mapped to them). By providing type information, LLVM can be used as
38 the target of optimizations: for example, through pointer analysis, it
39 can be proven that a C automatic variable is never accessed outside of
40 the current function, allowing it to be promoted to a simple SSA value
41 instead of a memory location.
42
43 .. _wellformed:
44
45 Well-Formedness
46 ---------------
47
48 It is important to note that this document describes 'well formed' LLVM
49 assembly language. There is a difference between what the parser accepts
50 and what is considered 'well formed'. For example, the following
51 instruction is syntactically okay, but not well formed:
52
53 .. code-block:: llvm
54
55     %x = add i32 1, %x
56
57 because the definition of ``%x`` does not dominate all of its uses. The
58 LLVM infrastructure provides a verification pass that may be used to
59 verify that an LLVM module is well formed. This pass is automatically
60 run by the parser after parsing input assembly and by the optimizer
61 before it outputs bitcode. The violations pointed out by the verifier
62 pass indicate bugs in transformation passes or input to the parser.
63
64 .. _identifiers:
65
66 Identifiers
67 ===========
68
69 LLVM identifiers come in two basic types: global and local. Global
70 identifiers (functions, global variables) begin with the ``'@'``
71 character. Local identifiers (register names, types) begin with the
72 ``'%'`` character. Additionally, there are three different formats for
73 identifiers, for different purposes:
74
75 #. Named values are represented as a string of characters with their
76    prefix. For example, ``%foo``, ``@DivisionByZero``,
77    ``%a.really.long.identifier``. The actual regular expression used is
78    '``[%@][-a-zA-Z$._][-a-zA-Z$._0-9]*``'. Identifiers that require other
79    characters in their names can be surrounded with quotes. Special
80    characters may be escaped using ``"\xx"`` where ``xx`` is the ASCII
81    code for the character in hexadecimal. In this way, any character can
82    be used in a name value, even quotes themselves. The ``"\01"`` prefix
83    can be used on global variables to suppress mangling.
84 #. Unnamed values are represented as an unsigned numeric value with
85    their prefix. For example, ``%12``, ``@2``, ``%44``.
86 #. Constants, which are described in the section  Constants_ below.
87
88 LLVM requires that values start with a prefix for two reasons: Compilers
89 don't need to worry about name clashes with reserved words, and the set
90 of reserved words may be expanded in the future without penalty.
91 Additionally, unnamed identifiers allow a compiler to quickly come up
92 with a temporary variable without having to avoid symbol table
93 conflicts.
94
95 Reserved words in LLVM are very similar to reserved words in other
96 languages. There are keywords for different opcodes ('``add``',
97 '``bitcast``', '``ret``', etc...), for primitive type names ('``void``',
98 '``i32``', etc...), and others. These reserved words cannot conflict
99 with variable names, because none of them start with a prefix character
100 (``'%'`` or ``'@'``).
101
102 Here is an example of LLVM code to multiply the integer variable
103 '``%X``' by 8:
104
105 The easy way:
106
107 .. code-block:: llvm
108
109     %result = mul i32 %X, 8
110
111 After strength reduction:
112
113 .. code-block:: llvm
114
115     %result = shl i32 %X, 3
116
117 And the hard way:
118
119 .. code-block:: llvm
120
121     %0 = add i32 %X, %X           ; yields i32:%0
122     %1 = add i32 %0, %0           ; yields i32:%1
123     %result = add i32 %1, %1
124
125 This last way of multiplying ``%X`` by 8 illustrates several important
126 lexical features of LLVM:
127
128 #. Comments are delimited with a '``;``' and go until the end of line.
129 #. Unnamed temporaries are created when the result of a computation is
130    not assigned to a named value.
131 #. Unnamed temporaries are numbered sequentially (using a per-function
132    incrementing counter, starting with 0). Note that basic blocks and unnamed
133    function parameters are included in this numbering. For example, if the
134    entry basic block is not given a label name and all function parameters are
135    named, then it will get number 0.
136
137 It also shows a convention that we follow in this document. When
138 demonstrating instructions, we will follow an instruction with a comment
139 that defines the type and name of value produced.
140
141 High Level Structure
142 ====================
143
144 Module Structure
145 ----------------
146
147 LLVM programs are composed of ``Module``'s, each of which is a
148 translation unit of the input programs. Each module consists of
149 functions, global variables, and symbol table entries. Modules may be
150 combined together with the LLVM linker, which merges function (and
151 global variable) definitions, resolves forward declarations, and merges
152 symbol table entries. Here is an example of the "hello world" module:
153
154 .. code-block:: llvm
155
156     ; Declare the string constant as a global constant.
157     @.str = private unnamed_addr constant [13 x i8] c"hello world\0A\00"
158
159     ; External declaration of the puts function
160     declare i32 @puts(i8* nocapture) nounwind
161
162     ; Definition of main function
163     define i32 @main() {   ; i32()*
164       ; Convert [13 x i8]* to i8  *...
165       %cast210 = getelementptr [13 x i8], [13 x i8]* @.str, i64 0, i64 0
166
167       ; Call puts function to write out the string to stdout.
168       call i32 @puts(i8* %cast210)
169       ret i32 0
170     }
171
172     ; Named metadata
173     !0 = !{i32 42, null, !"string"}
174     !foo = !{!0}
175
176 This example is made up of a :ref:`global variable <globalvars>` named
177 "``.str``", an external declaration of the "``puts``" function, a
178 :ref:`function definition <functionstructure>` for "``main``" and
179 :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` "``foo``".
180
181 In general, a module is made up of a list of global values (where both
182 functions and global variables are global values). Global values are
183 represented by a pointer to a memory location (in this case, a pointer
184 to an array of char, and a pointer to a function), and have one of the
185 following :ref:`linkage types <linkage>`.
186
187 .. _linkage:
188
189 Linkage Types
190 -------------
191
192 All Global Variables and Functions have one of the following types of
193 linkage:
194
195 ``private``
196     Global values with "``private``" linkage are only directly
197     accessible by objects in the current module. In particular, linking
198     code into a module with an private global value may cause the
199     private to be renamed as necessary to avoid collisions. Because the
200     symbol is private to the module, all references can be updated. This
201     doesn't show up in any symbol table in the object file.
202 ``internal``
203     Similar to private, but the value shows as a local symbol
204     (``STB_LOCAL`` in the case of ELF) in the object file. This
205     corresponds to the notion of the '``static``' keyword in C.
206 ``available_externally``
207     Globals with "``available_externally``" linkage are never emitted
208     into the object file corresponding to the LLVM module. They exist to
209     allow inlining and other optimizations to take place given knowledge
210     of the definition of the global, which is known to be somewhere
211     outside the module. Globals with ``available_externally`` linkage
212     are allowed to be discarded at will, and are otherwise the same as
213     ``linkonce_odr``. This linkage type is only allowed on definitions,
214     not declarations.
215 ``linkonce``
216     Globals with "``linkonce``" linkage are merged with other globals of
217     the same name when linkage occurs. This can be used to implement
218     some forms of inline functions, templates, or other code which must
219     be generated in each translation unit that uses it, but where the
220     body may be overridden with a more definitive definition later.
221     Unreferenced ``linkonce`` globals are allowed to be discarded. Note
222     that ``linkonce`` linkage does not actually allow the optimizer to
223     inline the body of this function into callers because it doesn't
224     know if this definition of the function is the definitive definition
225     within the program or whether it will be overridden by a stronger
226     definition. To enable inlining and other optimizations, use
227     "``linkonce_odr``" linkage.
228 ``weak``
229     "``weak``" linkage has the same merging semantics as ``linkonce``
230     linkage, except that unreferenced globals with ``weak`` linkage may
231     not be discarded. This is used for globals that are declared "weak"
232     in C source code.
233 ``common``
234     "``common``" linkage is most similar to "``weak``" linkage, but they
235     are used for tentative definitions in C, such as "``int X;``" at
236     global scope. Symbols with "``common``" linkage are merged in the
237     same way as ``weak symbols``, and they may not be deleted if
238     unreferenced. ``common`` symbols may not have an explicit section,
239     must have a zero initializer, and may not be marked
240     ':ref:`constant <globalvars>`'. Functions and aliases may not have
241     common linkage.
242
243 .. _linkage_appending:
244
245 ``appending``
246     "``appending``" linkage may only be applied to global variables of
247     pointer to array type. When two global variables with appending
248     linkage are linked together, the two global arrays are appended
249     together. This is the LLVM, typesafe, equivalent of having the
250     system linker append together "sections" with identical names when
251     .o files are linked.
252 ``extern_weak``
253     The semantics of this linkage follow the ELF object file model: the
254     symbol is weak until linked, if not linked, the symbol becomes null
255     instead of being an undefined reference.
256 ``linkonce_odr``, ``weak_odr``
257     Some languages allow differing globals to be merged, such as two
258     functions with different semantics. Other languages, such as
259     ``C++``, ensure that only equivalent globals are ever merged (the
260     "one definition rule" --- "ODR").  Such languages can use the
261     ``linkonce_odr`` and ``weak_odr`` linkage types to indicate that the
262     global will only be merged with equivalent globals. These linkage
263     types are otherwise the same as their non-``odr`` versions.
264 ``external``
265     If none of the above identifiers are used, the global is externally
266     visible, meaning that it participates in linkage and can be used to
267     resolve external symbol references.
268
269 It is illegal for a function *declaration* to have any linkage type
270 other than ``external`` or ``extern_weak``.
271
272 .. _callingconv:
273
274 Calling Conventions
275 -------------------
276
277 LLVM :ref:`functions <functionstructure>`, :ref:`calls <i_call>` and
278 :ref:`invokes <i_invoke>` can all have an optional calling convention
279 specified for the call. The calling convention of any pair of dynamic
280 caller/callee must match, or the behavior of the program is undefined.
281 The following calling conventions are supported by LLVM, and more may be
282 added in the future:
283
284 "``ccc``" - The C calling convention
285     This calling convention (the default if no other calling convention
286     is specified) matches the target C calling conventions. This calling
287     convention supports varargs function calls and tolerates some
288     mismatch in the declared prototype and implemented declaration of
289     the function (as does normal C).
290 "``fastcc``" - The fast calling convention
291     This calling convention attempts to make calls as fast as possible
292     (e.g. by passing things in registers). This calling convention
293     allows the target to use whatever tricks it wants to produce fast
294     code for the target, without having to conform to an externally
295     specified ABI (Application Binary Interface). `Tail calls can only
296     be optimized when this, the GHC or the HiPE convention is
297     used. <CodeGenerator.html#id80>`_ This calling convention does not
298     support varargs and requires the prototype of all callees to exactly
299     match the prototype of the function definition.
300 "``coldcc``" - The cold calling convention
301     This calling convention attempts to make code in the caller as
302     efficient as possible under the assumption that the call is not
303     commonly executed. As such, these calls often preserve all registers
304     so that the call does not break any live ranges in the caller side.
305     This calling convention does not support varargs and requires the
306     prototype of all callees to exactly match the prototype of the
307     function definition. Furthermore the inliner doesn't consider such function
308     calls for inlining.
309 "``cc 10``" - GHC convention
310     This calling convention has been implemented specifically for use by
311     the `Glasgow Haskell Compiler (GHC) <http://www.haskell.org/ghc>`_.
312     It passes everything in registers, going to extremes to achieve this
313     by disabling callee save registers. This calling convention should
314     not be used lightly but only for specific situations such as an
315     alternative to the *register pinning* performance technique often
316     used when implementing functional programming languages. At the
317     moment only X86 supports this convention and it has the following
318     limitations:
319
320     -  On *X86-32* only supports up to 4 bit type parameters. No
321        floating point types are supported.
322     -  On *X86-64* only supports up to 10 bit type parameters and 6
323        floating point parameters.
324
325     This calling convention supports `tail call
326     optimization <CodeGenerator.html#id80>`_ but requires both the
327     caller and callee are using it.
328 "``cc 11``" - The HiPE calling convention
329     This calling convention has been implemented specifically for use by
330     the `High-Performance Erlang
331     (HiPE) <http://www.it.uu.se/research/group/hipe/>`_ compiler, *the*
332     native code compiler of the `Ericsson's Open Source Erlang/OTP
333     system <http://www.erlang.org/download.shtml>`_. It uses more
334     registers for argument passing than the ordinary C calling
335     convention and defines no callee-saved registers. The calling
336     convention properly supports `tail call
337     optimization <CodeGenerator.html#id80>`_ but requires that both the
338     caller and the callee use it. It uses a *register pinning*
339     mechanism, similar to GHC's convention, for keeping frequently
340     accessed runtime components pinned to specific hardware registers.
341     At the moment only X86 supports this convention (both 32 and 64
342     bit).
343 "``webkit_jscc``" - WebKit's JavaScript calling convention
344     This calling convention has been implemented for `WebKit FTL JIT
345     <https://trac.webkit.org/wiki/FTLJIT>`_. It passes arguments on the
346     stack right to left (as cdecl does), and returns a value in the
347     platform's customary return register.
348 "``anyregcc``" - Dynamic calling convention for code patching
349     This is a special convention that supports patching an arbitrary code
350     sequence in place of a call site. This convention forces the call
351     arguments into registers but allows them to be 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, i32* %0, i32 -1
1062     %b = load i32, 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 ``"thunk"``
1373     This attribute indicates that the function will delegate to some other
1374     function with a tail call. The prototype of a thunk should not be used for
1375     optimization purposes. The caller is expected to cast the thunk prototype to
1376     match the thunk target prototype.
1377 ``uwtable``
1378     This attribute indicates that the ABI being targeted requires that
1379     an unwind table entry be produce for this function even if we can
1380     show that no exceptions passes by it. This is normally the case for
1381     the ELF x86-64 abi, but it can be disabled for some compilation
1382     units.
1383
1384 .. _moduleasm:
1385
1386 Module-Level Inline Assembly
1387 ----------------------------
1388
1389 Modules may contain "module-level inline asm" blocks, which corresponds
1390 to the GCC "file scope inline asm" blocks. These blocks are internally
1391 concatenated by LLVM and treated as a single unit, but may be separated
1392 in the ``.ll`` file if desired. The syntax is very simple:
1393
1394 .. code-block:: llvm
1395
1396     module asm "inline asm code goes here"
1397     module asm "more can go here"
1398
1399 The strings can contain any character by escaping non-printable
1400 characters. The escape sequence used is simply "\\xx" where "xx" is the
1401 two digit hex code for the number.
1402
1403 The inline asm code is simply printed to the machine code .s file when
1404 assembly code is generated.
1405
1406 .. _langref_datalayout:
1407
1408 Data Layout
1409 -----------
1410
1411 A module may specify a target specific data layout string that specifies
1412 how data is to be laid out in memory. The syntax for the data layout is
1413 simply:
1414
1415 .. code-block:: llvm
1416
1417     target datalayout = "layout specification"
1418
1419 The *layout specification* consists of a list of specifications
1420 separated by the minus sign character ('-'). Each specification starts
1421 with a letter and may include other information after the letter to
1422 define some aspect of the data layout. The specifications accepted are
1423 as follows:
1424
1425 ``E``
1426     Specifies that the target lays out data in big-endian form. That is,
1427     the bits with the most significance have the lowest address
1428     location.
1429 ``e``
1430     Specifies that the target lays out data in little-endian form. That
1431     is, the bits with the least significance have the lowest address
1432     location.
1433 ``S<size>``
1434     Specifies the natural alignment of the stack in bits. Alignment
1435     promotion of stack variables is limited to the natural stack
1436     alignment to avoid dynamic stack realignment. The stack alignment
1437     must be a multiple of 8-bits. If omitted, the natural stack
1438     alignment defaults to "unspecified", which does not prevent any
1439     alignment promotions.
1440 ``p[n]:<size>:<abi>:<pref>``
1441     This specifies the *size* of a pointer and its ``<abi>`` and
1442     ``<pref>``\erred alignments for address space ``n``. All sizes are in
1443     bits. The address space, ``n`` is optional, and if not specified,
1444     denotes the default address space 0.  The value of ``n`` must be
1445     in the range [1,2^23).
1446 ``i<size>:<abi>:<pref>``
1447     This specifies the alignment for an integer type of a given bit
1448     ``<size>``. The value of ``<size>`` must be in the range [1,2^23).
1449 ``v<size>:<abi>:<pref>``
1450     This specifies the alignment for a vector type of a given bit
1451     ``<size>``.
1452 ``f<size>:<abi>:<pref>``
1453     This specifies the alignment for a floating point type of a given bit
1454     ``<size>``. Only values of ``<size>`` that are supported by the target
1455     will work. 32 (float) and 64 (double) are supported on all targets; 80
1456     or 128 (different flavors of long double) are also supported on some
1457     targets.
1458 ``a:<abi>:<pref>``
1459     This specifies the alignment for an object of aggregate type.
1460 ``m:<mangling>``
1461     If present, specifies that llvm names are mangled in the output. The
1462     options are
1463
1464     * ``e``: ELF mangling: Private symbols get a ``.L`` prefix.
1465     * ``m``: Mips mangling: Private symbols get a ``$`` prefix.
1466     * ``o``: Mach-O mangling: Private symbols get ``L`` prefix. Other
1467       symbols get a ``_`` prefix.
1468     * ``w``: Windows COFF prefix:  Similar to Mach-O, but stdcall and fastcall
1469       functions also get a suffix based on the frame size.
1470 ``n<size1>:<size2>:<size3>...``
1471     This specifies a set of native integer widths for the target CPU in
1472     bits. For example, it might contain ``n32`` for 32-bit PowerPC,
1473     ``n32:64`` for PowerPC 64, or ``n8:16:32:64`` for X86-64. Elements of
1474     this set are considered to support most general arithmetic operations
1475     efficiently.
1476
1477 On every specification that takes a ``<abi>:<pref>``, specifying the
1478 ``<pref>`` alignment is optional. If omitted, the preceding ``:``
1479 should be omitted too and ``<pref>`` will be equal to ``<abi>``.
1480
1481 When constructing the data layout for a given target, LLVM starts with a
1482 default set of specifications which are then (possibly) overridden by
1483 the specifications in the ``datalayout`` keyword. The default
1484 specifications are given in this list:
1485
1486 -  ``E`` - big endian
1487 -  ``p:64:64:64`` - 64-bit pointers with 64-bit alignment.
1488 -  ``p[n]:64:64:64`` - Other address spaces are assumed to be the
1489    same as the default address space.
1490 -  ``S0`` - natural stack alignment is unspecified
1491 -  ``i1:8:8`` - i1 is 8-bit (byte) aligned
1492 -  ``i8:8:8`` - i8 is 8-bit (byte) aligned
1493 -  ``i16:16:16`` - i16 is 16-bit aligned
1494 -  ``i32:32:32`` - i32 is 32-bit aligned
1495 -  ``i64:32:64`` - i64 has ABI alignment of 32-bits but preferred
1496    alignment of 64-bits
1497 -  ``f16:16:16`` - half is 16-bit aligned
1498 -  ``f32:32:32`` - float is 32-bit aligned
1499 -  ``f64:64:64`` - double is 64-bit aligned
1500 -  ``f128:128:128`` - quad is 128-bit aligned
1501 -  ``v64:64:64`` - 64-bit vector is 64-bit aligned
1502 -  ``v128:128:128`` - 128-bit vector is 128-bit aligned
1503 -  ``a:0:64`` - aggregates are 64-bit aligned
1504
1505 When LLVM is determining the alignment for a given type, it uses the
1506 following rules:
1507
1508 #. If the type sought is an exact match for one of the specifications,
1509    that specification is used.
1510 #. If no match is found, and the type sought is an integer type, then
1511    the smallest integer type that is larger than the bitwidth of the
1512    sought type is used. If none of the specifications are larger than
1513    the bitwidth then the largest integer type is used. For example,
1514    given the default specifications above, the i7 type will use the
1515    alignment of i8 (next largest) while both i65 and i256 will use the
1516    alignment of i64 (largest specified).
1517 #. If no match is found, and the type sought is a vector type, then the
1518    largest vector type that is smaller than the sought vector type will
1519    be used as a fall back. This happens because <128 x double> can be
1520    implemented in terms of 64 <2 x double>, for example.
1521
1522 The function of the data layout string may not be what you expect.
1523 Notably, this is not a specification from the frontend of what alignment
1524 the code generator should use.
1525
1526 Instead, if specified, the target data layout is required to match what
1527 the ultimate *code generator* expects. This string is used by the
1528 mid-level optimizers to improve code, and this only works if it matches
1529 what the ultimate code generator uses. There is no way to generate IR
1530 that does not embed this target-specific detail into the IR. If you
1531 don't specify the string, the default specifications will be used to
1532 generate a Data Layout and the optimization phases will operate
1533 accordingly and introduce target specificity into the IR with respect to
1534 these default specifications.
1535
1536 .. _langref_triple:
1537
1538 Target Triple
1539 -------------
1540
1541 A module may specify a target triple string that describes the target
1542 host. The syntax for the target triple is simply:
1543
1544 .. code-block:: llvm
1545
1546     target triple = "x86_64-apple-macosx10.7.0"
1547
1548 The *target triple* string consists of a series of identifiers delimited
1549 by the minus sign character ('-'). The canonical forms are:
1550
1551 ::
1552
1553     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM
1554     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM-ENVIRONMENT
1555
1556 This information is passed along to the backend so that it generates
1557 code for the proper architecture. It's possible to override this on the
1558 command line with the ``-mtriple`` command line option.
1559
1560 .. _pointeraliasing:
1561
1562 Pointer Aliasing Rules
1563 ----------------------
1564
1565 Any memory access must be done through a pointer value associated with
1566 an address range of the memory access, otherwise the behavior is
1567 undefined. Pointer values are associated with address ranges according
1568 to the following rules:
1569
1570 -  A pointer value is associated with the addresses associated with any
1571    value it is *based* on.
1572 -  An address of a global variable is associated with the address range
1573    of the variable's storage.
1574 -  The result value of an allocation instruction is associated with the
1575    address range of the allocated storage.
1576 -  A null pointer in the default address-space is associated with no
1577    address.
1578 -  An integer constant other than zero or a pointer value returned from
1579    a function not defined within LLVM may be associated with address
1580    ranges allocated through mechanisms other than those provided by
1581    LLVM. Such ranges shall not overlap with any ranges of addresses
1582    allocated by mechanisms provided by LLVM.
1583
1584 A pointer value is *based* on another pointer value according to the
1585 following rules:
1586
1587 -  A pointer value formed from a ``getelementptr`` operation is *based*
1588    on the first value operand of the ``getelementptr``.
1589 -  The result value of a ``bitcast`` is *based* on the operand of the
1590    ``bitcast``.
1591 -  A pointer value formed by an ``inttoptr`` is *based* on all pointer
1592    values that contribute (directly or indirectly) to the computation of
1593    the pointer's value.
1594 -  The "*based* on" relationship is transitive.
1595
1596 Note that this definition of *"based"* is intentionally similar to the
1597 definition of *"based"* in C99, though it is slightly weaker.
1598
1599 LLVM IR does not associate types with memory. The result type of a
1600 ``load`` merely indicates the size and alignment of the memory from
1601 which to load, as well as the interpretation of the value. The first
1602 operand type of a ``store`` similarly only indicates the size and
1603 alignment of the store.
1604
1605 Consequently, type-based alias analysis, aka TBAA, aka
1606 ``-fstrict-aliasing``, is not applicable to general unadorned LLVM IR.
1607 :ref:`Metadata <metadata>` may be used to encode additional information
1608 which specialized optimization passes may use to implement type-based
1609 alias analysis.
1610
1611 .. _volatile:
1612
1613 Volatile Memory Accesses
1614 ------------------------
1615
1616 Certain memory accesses, such as :ref:`load <i_load>`'s,
1617 :ref:`store <i_store>`'s, and :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>`'s may be
1618 marked ``volatile``. The optimizers must not change the number of
1619 volatile operations or change their order of execution relative to other
1620 volatile operations. The optimizers *may* change the order of volatile
1621 operations relative to non-volatile operations. This is not Java's
1622 "volatile" and has no cross-thread synchronization behavior.
1623
1624 IR-level volatile loads and stores cannot safely be optimized into
1625 llvm.memcpy or llvm.memmove intrinsics even when those intrinsics are
1626 flagged volatile. Likewise, the backend should never split or merge
1627 target-legal volatile load/store instructions.
1628
1629 .. admonition:: Rationale
1630
1631  Platforms may rely on volatile loads and stores of natively supported
1632  data width to be executed as single instruction. For example, in C
1633  this holds for an l-value of volatile primitive type with native
1634  hardware support, but not necessarily for aggregate types. The
1635  frontend upholds these expectations, which are intentionally
1636  unspecified in the IR. The rules above ensure that IR transformation
1637  do not violate the frontend's contract with the language.
1638
1639 .. _memmodel:
1640
1641 Memory Model for Concurrent Operations
1642 --------------------------------------
1643
1644 The LLVM IR does not define any way to start parallel threads of
1645 execution or to register signal handlers. Nonetheless, there are
1646 platform-specific ways to create them, and we define LLVM IR's behavior
1647 in their presence. This model is inspired by the C++0x memory model.
1648
1649 For a more informal introduction to this model, see the :doc:`Atomics`.
1650
1651 We define a *happens-before* partial order as the least partial order
1652 that
1653
1654 -  Is a superset of single-thread program order, and
1655 -  When a *synchronizes-with* ``b``, includes an edge from ``a`` to
1656    ``b``. *Synchronizes-with* pairs are introduced by platform-specific
1657    techniques, like pthread locks, thread creation, thread joining,
1658    etc., and by atomic instructions. (See also :ref:`Atomic Memory Ordering
1659    Constraints <ordering>`).
1660
1661 Note that program order does not introduce *happens-before* edges
1662 between a thread and signals executing inside that thread.
1663
1664 Every (defined) read operation (load instructions, memcpy, atomic
1665 loads/read-modify-writes, etc.) R reads a series of bytes written by
1666 (defined) write operations (store instructions, atomic
1667 stores/read-modify-writes, memcpy, etc.). For the purposes of this
1668 section, initialized globals are considered to have a write of the
1669 initializer which is atomic and happens before any other read or write
1670 of the memory in question. For each byte of a read R, R\ :sub:`byte`
1671 may see any write to the same byte, except:
1672
1673 -  If write\ :sub:`1`  happens before write\ :sub:`2`, and
1674    write\ :sub:`2` happens before R\ :sub:`byte`, then
1675    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`1`.
1676 -  If R\ :sub:`byte` happens before write\ :sub:`3`, then
1677    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`3`.
1678
1679 Given that definition, R\ :sub:`byte` is defined as follows:
1680
1681 -  If R is volatile, the result is target-dependent. (Volatile is
1682    supposed to give guarantees which can support ``sig_atomic_t`` in
1683    C/C++, and may be used for accesses to addresses that do not behave
1684    like normal memory. It does not generally provide cross-thread
1685    synchronization.)
1686 -  Otherwise, if there is no write to the same byte that happens before
1687    R\ :sub:`byte`, R\ :sub:`byte` returns ``undef`` for that byte.
1688 -  Otherwise, if R\ :sub:`byte` may see exactly one write,
1689    R\ :sub:`byte` returns the value written by that write.
1690 -  Otherwise, if R is atomic, and all the writes R\ :sub:`byte` may
1691    see are atomic, it chooses one of the values written. See the :ref:`Atomic
1692    Memory Ordering Constraints <ordering>` section for additional
1693    constraints on how the choice is made.
1694 -  Otherwise R\ :sub:`byte` returns ``undef``.
1695
1696 R returns the value composed of the series of bytes it read. This
1697 implies that some bytes within the value may be ``undef`` **without**
1698 the entire value being ``undef``. Note that this only defines the
1699 semantics of the operation; it doesn't mean that targets will emit more
1700 than one instruction to read the series of bytes.
1701
1702 Note that in cases where none of the atomic intrinsics are used, this
1703 model places only one restriction on IR transformations on top of what
1704 is required for single-threaded execution: introducing a store to a byte
1705 which might not otherwise be stored is not allowed in general.
1706 (Specifically, in the case where another thread might write to and read
1707 from an address, introducing a store can change a load that may see
1708 exactly one write into a load that may see multiple writes.)
1709
1710 .. _ordering:
1711
1712 Atomic Memory Ordering Constraints
1713 ----------------------------------
1714
1715 Atomic instructions (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>`,
1716 :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`, :ref:`fence <i_fence>`,
1717 :ref:`atomic load <i_load>`, and :ref:`atomic store <i_store>`) take
1718 ordering parameters that determine which other atomic instructions on
1719 the same address they *synchronize with*. These semantics are borrowed
1720 from Java and C++0x, but are somewhat more colloquial. If these
1721 descriptions aren't precise enough, check those specs (see spec
1722 references in the :doc:`atomics guide <Atomics>`).
1723 :ref:`fence <i_fence>` instructions treat these orderings somewhat
1724 differently since they don't take an address. See that instruction's
1725 documentation for details.
1726
1727 For a simpler introduction to the ordering constraints, see the
1728 :doc:`Atomics`.
1729
1730 ``unordered``
1731     The set of values that can be read is governed by the happens-before
1732     partial order. A value cannot be read unless some operation wrote
1733     it. This is intended to provide a guarantee strong enough to model
1734     Java's non-volatile shared variables. This ordering cannot be
1735     specified for read-modify-write operations; it is not strong enough
1736     to make them atomic in any interesting way.
1737 ``monotonic``
1738     In addition to the guarantees of ``unordered``, there is a single
1739     total order for modifications by ``monotonic`` operations on each
1740     address. All modification orders must be compatible with the
1741     happens-before order. There is no guarantee that the modification
1742     orders can be combined to a global total order for the whole program
1743     (and this often will not be possible). The read in an atomic
1744     read-modify-write operation (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>` and
1745     :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`) reads the value in the modification
1746     order immediately before the value it writes. If one atomic read
1747     happens before another atomic read of the same address, the later
1748     read must see the same value or a later value in the address's
1749     modification order. This disallows reordering of ``monotonic`` (or
1750     stronger) operations on the same address. If an address is written
1751     ``monotonic``-ally by one thread, and other threads ``monotonic``-ally
1752     read that address repeatedly, the other threads must eventually see
1753     the write. This corresponds to the C++0x/C1x
1754     ``memory_order_relaxed``.
1755 ``acquire``
1756     In addition to the guarantees of ``monotonic``, a
1757     *synchronizes-with* edge may be formed with a ``release`` operation.
1758     This is intended to model C++'s ``memory_order_acquire``.
1759 ``release``
1760     In addition to the guarantees of ``monotonic``, if this operation
1761     writes a value which is subsequently read by an ``acquire``
1762     operation, it *synchronizes-with* that operation. (This isn't a
1763     complete description; see the C++0x definition of a release
1764     sequence.) This corresponds to the C++0x/C1x
1765     ``memory_order_release``.
1766 ``acq_rel`` (acquire+release)
1767     Acts as both an ``acquire`` and ``release`` operation on its
1768     address. This corresponds to the C++0x/C1x ``memory_order_acq_rel``.
1769 ``seq_cst`` (sequentially consistent)
1770     In addition to the guarantees of ``acq_rel`` (``acquire`` for an
1771     operation that only reads, ``release`` for an operation that only
1772     writes), there is a global total order on all
1773     sequentially-consistent operations on all addresses, which is
1774     consistent with the *happens-before* partial order and with the
1775     modification orders of all the affected addresses. Each
1776     sequentially-consistent read sees the last preceding write to the
1777     same address in this global order. This corresponds to the C++0x/C1x
1778     ``memory_order_seq_cst`` and Java volatile.
1779
1780 .. _singlethread:
1781
1782 If an atomic operation is marked ``singlethread``, it only *synchronizes
1783 with* or participates in modification and seq\_cst total orderings with
1784 other operations running in the same thread (for example, in signal
1785 handlers).
1786
1787 .. _fastmath:
1788
1789 Fast-Math Flags
1790 ---------------
1791
1792 LLVM IR floating-point binary ops (:ref:`fadd <i_fadd>`,
1793 :ref:`fsub <i_fsub>`, :ref:`fmul <i_fmul>`, :ref:`fdiv <i_fdiv>`,
1794 :ref:`frem <i_frem>`) have the following flags that can be set to enable
1795 otherwise unsafe floating point operations
1796
1797 ``nnan``
1798    No NaNs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
1799    NaN. Such optimizations are required to retain defined behavior over
1800    NaNs, but the value of the result is undefined.
1801
1802 ``ninf``
1803    No Infs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
1804    +/-Inf. Such optimizations are required to retain defined behavior over
1805    +/-Inf, but the value of the result is undefined.
1806
1807 ``nsz``
1808    No Signed Zeros - Allow optimizations to treat the sign of a zero
1809    argument or result as insignificant.
1810
1811 ``arcp``
1812    Allow Reciprocal - Allow optimizations to use the reciprocal of an
1813    argument rather than perform division.
1814
1815 ``fast``
1816    Fast - Allow algebraically equivalent transformations that may
1817    dramatically change results in floating point (e.g. reassociate). This
1818    flag implies all the others.
1819
1820 .. _uselistorder:
1821
1822 Use-list Order Directives
1823 -------------------------
1824
1825 Use-list directives encode the in-memory order of each use-list, allowing the
1826 order to be recreated.  ``<order-indexes>`` is a comma-separated list of
1827 indexes that are assigned to the referenced value's uses.  The referenced
1828 value's use-list is immediately sorted by these indexes.
1829
1830 Use-list directives may appear at function scope or global scope.  They are not
1831 instructions, and have no effect on the semantics of the IR.  When they're at
1832 function scope, they must appear after the terminator of the final basic block.
1833
1834 If basic blocks have their address taken via ``blockaddress()`` expressions,
1835 ``uselistorder_bb`` can be used to reorder their use-lists from outside their
1836 function's scope.
1837
1838 :Syntax:
1839
1840 ::
1841
1842     uselistorder <ty> <value>, { <order-indexes> }
1843     uselistorder_bb @function, %block { <order-indexes> }
1844
1845 :Examples:
1846
1847 ::
1848
1849     define void @foo(i32 %arg1, i32 %arg2) {
1850     entry:
1851       ; ... instructions ...
1852     bb:
1853       ; ... instructions ...
1854
1855       ; At function scope.
1856       uselistorder i32 %arg1, { 1, 0, 2 }
1857       uselistorder label %bb, { 1, 0 }
1858     }
1859
1860     ; At global scope.
1861     uselistorder i32* @global, { 1, 2, 0 }
1862     uselistorder i32 7, { 1, 0 }
1863     uselistorder i32 (i32) @bar, { 1, 0 }
1864     uselistorder_bb @foo, %bb, { 5, 1, 3, 2, 0, 4 }
1865
1866 .. _typesystem:
1867
1868 Type System
1869 ===========
1870
1871 The LLVM type system is one of the most important features of the
1872 intermediate representation. Being typed enables a number of
1873 optimizations to be performed on the intermediate representation
1874 directly, without having to do extra analyses on the side before the
1875 transformation. A strong type system makes it easier to read the
1876 generated code and enables novel analyses and transformations that are
1877 not feasible to perform on normal three address code representations.
1878
1879 .. _t_void:
1880
1881 Void Type
1882 ---------
1883
1884 :Overview:
1885
1886
1887 The void type does not represent any value and has no size.
1888
1889 :Syntax:
1890
1891
1892 ::
1893
1894       void
1895
1896
1897 .. _t_function:
1898
1899 Function Type
1900 -------------
1901
1902 :Overview:
1903
1904
1905 The function type can be thought of as a function signature. It consists of a
1906 return type and a list of formal parameter types. The return type of a function
1907 type is a void type or first class type --- except for :ref:`label <t_label>`
1908 and :ref:`metadata <t_metadata>` types.
1909
1910 :Syntax:
1911
1912 ::
1913
1914       <returntype> (<parameter list>)
1915
1916 ...where '``<parameter list>``' is a comma-separated list of type
1917 specifiers. Optionally, the parameter list may include a type ``...``, which
1918 indicates that the function takes a variable number of arguments.  Variable
1919 argument functions can access their arguments with the :ref:`variable argument
1920 handling intrinsic <int_varargs>` functions.  '``<returntype>``' is any type
1921 except :ref:`label <t_label>` and :ref:`metadata <t_metadata>`.
1922
1923 :Examples:
1924
1925 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1926 | ``i32 (i32)``                   | function taking an ``i32``, returning an ``i32``                                                                                                                    |
1927 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1928 | ``float (i16, i32 *) *``        | :ref:`Pointer <t_pointer>` to a function that takes an ``i16`` and a :ref:`pointer <t_pointer>` to ``i32``, returning ``float``.                                    |
1929 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1930 | ``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. |
1931 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1932 | ``{i32, i32} (i32)``            | A function taking an ``i32``, returning a :ref:`structure <t_struct>` containing two ``i32`` values                                                                 |
1933 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1934
1935 .. _t_firstclass:
1936
1937 First Class Types
1938 -----------------
1939
1940 The :ref:`first class <t_firstclass>` types are perhaps the most important.
1941 Values of these types are the only ones which can be produced by
1942 instructions.
1943
1944 .. _t_single_value:
1945
1946 Single Value Types
1947 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1948
1949 These are the types that are valid in registers from CodeGen's perspective.
1950
1951 .. _t_integer:
1952
1953 Integer Type
1954 """"""""""""
1955
1956 :Overview:
1957
1958 The integer type is a very simple type that simply specifies an
1959 arbitrary bit width for the integer type desired. Any bit width from 1
1960 bit to 2\ :sup:`23`\ -1 (about 8 million) can be specified.
1961
1962 :Syntax:
1963
1964 ::
1965
1966       iN
1967
1968 The number of bits the integer will occupy is specified by the ``N``
1969 value.
1970
1971 Examples:
1972 *********
1973
1974 +----------------+------------------------------------------------+
1975 | ``i1``         | a single-bit integer.                          |
1976 +----------------+------------------------------------------------+
1977 | ``i32``        | a 32-bit integer.                              |
1978 +----------------+------------------------------------------------+
1979 | ``i1942652``   | a really big integer of over 1 million bits.   |
1980 +----------------+------------------------------------------------+
1981
1982 .. _t_floating:
1983
1984 Floating Point Types
1985 """"""""""""""""""""
1986
1987 .. list-table::
1988    :header-rows: 1
1989
1990    * - Type
1991      - Description
1992
1993    * - ``half``
1994      - 16-bit floating point value
1995
1996    * - ``float``
1997      - 32-bit floating point value
1998
1999    * - ``double``
2000      - 64-bit floating point value
2001
2002    * - ``fp128``
2003      - 128-bit floating point value (112-bit mantissa)
2004
2005    * - ``x86_fp80``
2006      -  80-bit floating point value (X87)
2007
2008    * - ``ppc_fp128``
2009      - 128-bit floating point value (two 64-bits)
2010
2011 X86_mmx Type
2012 """"""""""""
2013
2014 :Overview:
2015
2016 The x86_mmx type represents a value held in an MMX register on an x86
2017 machine. The operations allowed on it are quite limited: parameters and
2018 return values, load and store, and bitcast. User-specified MMX
2019 instructions are represented as intrinsic or asm calls with arguments
2020 and/or results of this type. There are no arrays, vectors or constants
2021 of this type.
2022
2023 :Syntax:
2024
2025 ::
2026
2027       x86_mmx
2028
2029
2030 .. _t_pointer:
2031
2032 Pointer Type
2033 """"""""""""
2034
2035 :Overview:
2036
2037 The pointer type is used to specify memory locations. Pointers are
2038 commonly used to reference objects in memory.
2039
2040 Pointer types may have an optional address space attribute defining the
2041 numbered address space where the pointed-to object resides. The default
2042 address space is number zero. The semantics of non-zero address spaces
2043 are target-specific.
2044
2045 Note that LLVM does not permit pointers to void (``void*``) nor does it
2046 permit pointers to labels (``label*``). Use ``i8*`` instead.
2047
2048 :Syntax:
2049
2050 ::
2051
2052       <type> *
2053
2054 :Examples:
2055
2056 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2057 | ``[4 x i32]*``          | A :ref:`pointer <t_pointer>` to :ref:`array <t_array>` of four ``i32`` values.                               |
2058 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2059 | ``i32 (i32*) *``        | A :ref:`pointer <t_pointer>` to a :ref:`function <t_function>` that takes an ``i32*``, returning an ``i32``. |
2060 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2061 | ``i32 addrspace(5)*``   | A :ref:`pointer <t_pointer>` to an ``i32`` value that resides in address space #5.                           |
2062 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2063
2064 .. _t_vector:
2065
2066 Vector Type
2067 """""""""""
2068
2069 :Overview:
2070
2071 A vector type is a simple derived type that represents a vector of
2072 elements. Vector types are used when multiple primitive data are
2073 operated in parallel using a single instruction (SIMD). A vector type
2074 requires a size (number of elements) and an underlying primitive data
2075 type. Vector types are considered :ref:`first class <t_firstclass>`.
2076
2077 :Syntax:
2078
2079 ::
2080
2081       < <# elements> x <elementtype> >
2082
2083 The number of elements is a constant integer value larger than 0;
2084 elementtype may be any integer, floating point or pointer type. Vectors
2085 of size zero are not allowed.
2086
2087 :Examples:
2088
2089 +-------------------+--------------------------------------------------+
2090 | ``<4 x i32>``     | Vector of 4 32-bit integer values.               |
2091 +-------------------+--------------------------------------------------+
2092 | ``<8 x float>``   | Vector of 8 32-bit floating-point values.        |
2093 +-------------------+--------------------------------------------------+
2094 | ``<2 x i64>``     | Vector of 2 64-bit integer values.               |
2095 +-------------------+--------------------------------------------------+
2096 | ``<4 x i64*>``    | Vector of 4 pointers to 64-bit integer values.   |
2097 +-------------------+--------------------------------------------------+
2098
2099 .. _t_label:
2100
2101 Label Type
2102 ^^^^^^^^^^
2103
2104 :Overview:
2105
2106 The label type represents code labels.
2107
2108 :Syntax:
2109
2110 ::
2111
2112       label
2113
2114 .. _t_metadata:
2115
2116 Metadata Type
2117 ^^^^^^^^^^^^^
2118
2119 :Overview:
2120
2121 The metadata type represents embedded metadata. No derived types may be
2122 created from metadata except for :ref:`function <t_function>` arguments.
2123
2124 :Syntax:
2125
2126 ::
2127
2128       metadata
2129
2130 .. _t_aggregate:
2131
2132 Aggregate Types
2133 ^^^^^^^^^^^^^^^
2134
2135 Aggregate Types are a subset of derived types that can contain multiple
2136 member types. :ref:`Arrays <t_array>` and :ref:`structs <t_struct>` are
2137 aggregate types. :ref:`Vectors <t_vector>` are not considered to be
2138 aggregate types.
2139
2140 .. _t_array:
2141
2142 Array Type
2143 """"""""""
2144
2145 :Overview:
2146
2147 The array type is a very simple derived type that arranges elements
2148 sequentially in memory. The array type requires a size (number of
2149 elements) and an underlying data type.
2150
2151 :Syntax:
2152
2153 ::
2154
2155       [<# elements> x <elementtype>]
2156
2157 The number of elements is a constant integer value; ``elementtype`` may
2158 be any type with a size.
2159
2160 :Examples:
2161
2162 +------------------+--------------------------------------+
2163 | ``[40 x i32]``   | Array of 40 32-bit integer values.   |
2164 +------------------+--------------------------------------+
2165 | ``[41 x i32]``   | Array of 41 32-bit integer values.   |
2166 +------------------+--------------------------------------+
2167 | ``[4 x i8]``     | Array of 4 8-bit integer values.     |
2168 +------------------+--------------------------------------+
2169
2170 Here are some examples of multidimensional arrays:
2171
2172 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2173 | ``[3 x [4 x i32]]``         | 3x4 array of 32-bit integer values.                      |
2174 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2175 | ``[12 x [10 x float]]``     | 12x10 array of single precision floating point values.   |
2176 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2177 | ``[2 x [3 x [4 x i16]]]``   | 2x3x4 array of 16-bit integer values.                    |
2178 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2179
2180 There is no restriction on indexing beyond the end of the array implied
2181 by a static type (though there are restrictions on indexing beyond the
2182 bounds of an allocated object in some cases). This means that
2183 single-dimension 'variable sized array' addressing can be implemented in
2184 LLVM with a zero length array type. An implementation of 'pascal style
2185 arrays' in LLVM could use the type "``{ i32, [0 x float]}``", for
2186 example.
2187
2188 .. _t_struct:
2189
2190 Structure Type
2191 """"""""""""""
2192
2193 :Overview:
2194
2195 The structure type is used to represent a collection of data members
2196 together in memory. The elements of a structure may be any type that has
2197 a size.
2198
2199 Structures in memory are accessed using '``load``' and '``store``' by
2200 getting a pointer to a field with the '``getelementptr``' instruction.
2201 Structures in registers are accessed using the '``extractvalue``' and
2202 '``insertvalue``' instructions.
2203
2204 Structures may optionally be "packed" structures, which indicate that
2205 the alignment of the struct is one byte, and that there is no padding
2206 between the elements. In non-packed structs, padding between field types
2207 is inserted as defined by the DataLayout string in the module, which is
2208 required to match what the underlying code generator expects.
2209
2210 Structures can either be "literal" or "identified". A literal structure
2211 is defined inline with other types (e.g. ``{i32, i32}*``) whereas
2212 identified types are always defined at the top level with a name.
2213 Literal types are uniqued by their contents and can never be recursive
2214 or opaque since there is no way to write one. Identified types can be
2215 recursive, can be opaqued, and are never uniqued.
2216
2217 :Syntax:
2218
2219 ::
2220
2221       %T1 = type { <type list> }     ; Identified normal struct type
2222       %T2 = type <{ <type list> }>   ; Identified packed struct type
2223
2224 :Examples:
2225
2226 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2227 | ``{ i32, i32, i32 }``        | A triple of three ``i32`` values                                                                                                                                                      |
2228 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2229 | ``{ 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``.  |
2230 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2231 | ``<{ i8, i32 }>``            | A packed struct known to be 5 bytes in size.                                                                                                                                          |
2232 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2233
2234 .. _t_opaque:
2235
2236 Opaque Structure Types
2237 """"""""""""""""""""""
2238
2239 :Overview:
2240
2241 Opaque structure types are used to represent named structure types that
2242 do not have a body specified. This corresponds (for example) to the C
2243 notion of a forward declared structure.
2244
2245 :Syntax:
2246
2247 ::
2248
2249       %X = type opaque
2250       %52 = type opaque
2251
2252 :Examples:
2253
2254 +--------------+-------------------+
2255 | ``opaque``   | An opaque type.   |
2256 +--------------+-------------------+
2257
2258 .. _constants:
2259
2260 Constants
2261 =========
2262
2263 LLVM has several different basic types of constants. This section
2264 describes them all and their syntax.
2265
2266 Simple Constants
2267 ----------------
2268
2269 **Boolean constants**
2270     The two strings '``true``' and '``false``' are both valid constants
2271     of the ``i1`` type.
2272 **Integer constants**
2273     Standard integers (such as '4') are constants of the
2274     :ref:`integer <t_integer>` type. Negative numbers may be used with
2275     integer types.
2276 **Floating point constants**
2277     Floating point constants use standard decimal notation (e.g.
2278     123.421), exponential notation (e.g. 1.23421e+2), or a more precise
2279     hexadecimal notation (see below). The assembler requires the exact
2280     decimal value of a floating-point constant. For example, the
2281     assembler accepts 1.25 but rejects 1.3 because 1.3 is a repeating
2282     decimal in binary. Floating point constants must have a :ref:`floating
2283     point <t_floating>` type.
2284 **Null pointer constants**
2285     The identifier '``null``' is recognized as a null pointer constant
2286     and must be of :ref:`pointer type <t_pointer>`.
2287
2288 The one non-intuitive notation for constants is the hexadecimal form of
2289 floating point constants. For example, the form
2290 '``double    0x432ff973cafa8000``' is equivalent to (but harder to read
2291 than) '``double 4.5e+15``'. The only time hexadecimal floating point
2292 constants are required (and the only time that they are generated by the
2293 disassembler) is when a floating point constant must be emitted but it
2294 cannot be represented as a decimal floating point number in a reasonable
2295 number of digits. For example, NaN's, infinities, and other special
2296 values are represented in their IEEE hexadecimal format so that assembly
2297 and disassembly do not cause any bits to change in the constants.
2298
2299 When using the hexadecimal form, constants of types half, float, and
2300 double are represented using the 16-digit form shown above (which
2301 matches the IEEE754 representation for double); half and float values
2302 must, however, be exactly representable as IEEE 754 half and single
2303 precision, respectively. Hexadecimal format is always used for long
2304 double, and there are three forms of long double. The 80-bit format used
2305 by x86 is represented as ``0xK`` followed by 20 hexadecimal digits. The
2306 128-bit format used by PowerPC (two adjacent doubles) is represented by
2307 ``0xM`` followed by 32 hexadecimal digits. The IEEE 128-bit format is
2308 represented by ``0xL`` followed by 32 hexadecimal digits. Long doubles
2309 will only work if they match the long double format on your target.
2310 The IEEE 16-bit format (half precision) is represented by ``0xH``
2311 followed by 4 hexadecimal digits. All hexadecimal formats are big-endian
2312 (sign bit at the left).
2313
2314 There are no constants of type x86_mmx.
2315
2316 .. _complexconstants:
2317
2318 Complex Constants
2319 -----------------
2320
2321 Complex constants are a (potentially recursive) combination of simple
2322 constants and smaller complex constants.
2323
2324 **Structure constants**
2325     Structure constants are represented with notation similar to
2326     structure type definitions (a comma separated list of elements,
2327     surrounded by braces (``{}``)). For example:
2328     "``{ i32 4, float 17.0, i32* @G }``", where "``@G``" is declared as
2329     "``@G = external global i32``". Structure constants must have
2330     :ref:`structure type <t_struct>`, and the number and types of elements
2331     must match those specified by the type.
2332 **Array constants**
2333     Array constants are represented with notation similar to array type
2334     definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
2335     square brackets (``[]``)). For example:
2336     "``[ i32 42, i32 11, i32 74 ]``". Array constants must have
2337     :ref:`array type <t_array>`, and the number and types of elements must
2338     match those specified by the type. As a special case, character array
2339     constants may also be represented as a double-quoted string using the ``c``
2340     prefix. For example: "``c"Hello World\0A\00"``".
2341 **Vector constants**
2342     Vector constants are represented with notation similar to vector
2343     type definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
2344     less-than/greater-than's (``<>``)). For example:
2345     "``< i32 42, i32 11, i32 74, i32 100 >``". Vector constants
2346     must have :ref:`vector type <t_vector>`, and the number and types of
2347     elements must match those specified by the type.
2348 **Zero initialization**
2349     The string '``zeroinitializer``' can be used to zero initialize a
2350     value to zero of *any* type, including scalar and
2351     :ref:`aggregate <t_aggregate>` types. This is often used to avoid
2352     having to print large zero initializers (e.g. for large arrays) and
2353     is always exactly equivalent to using explicit zero initializers.
2354 **Metadata node**
2355     A metadata node is a constant tuple without types.  For example:
2356     "``!{!0, !{!2, !0}, !"test"}``".  Metadata can reference constant values,
2357     for example: "``!{!0, i32 0, i8* @global, i64 (i64)* @function, !"str"}``".
2358     Unlike other typed constants that are meant to be interpreted as part of
2359     the instruction stream, metadata is a place to attach additional
2360     information such as debug info.
2361
2362 Global Variable and Function Addresses
2363 --------------------------------------
2364
2365 The addresses of :ref:`global variables <globalvars>` and
2366 :ref:`functions <functionstructure>` are always implicitly valid
2367 (link-time) constants. These constants are explicitly referenced when
2368 the :ref:`identifier for the global <identifiers>` is used and always have
2369 :ref:`pointer <t_pointer>` type. For example, the following is a legal LLVM
2370 file:
2371
2372 .. code-block:: llvm
2373
2374     @X = global i32 17
2375     @Y = global i32 42
2376     @Z = global [2 x i32*] [ i32* @X, i32* @Y ]
2377
2378 .. _undefvalues:
2379
2380 Undefined Values
2381 ----------------
2382
2383 The string '``undef``' can be used anywhere a constant is expected, and
2384 indicates that the user of the value may receive an unspecified
2385 bit-pattern. Undefined values may be of any type (other than '``label``'
2386 or '``void``') and be used anywhere a constant is permitted.
2387
2388 Undefined values are useful because they indicate to the compiler that
2389 the program is well defined no matter what value is used. This gives the
2390 compiler more freedom to optimize. Here are some examples of
2391 (potentially surprising) transformations that are valid (in pseudo IR):
2392
2393 .. code-block:: llvm
2394
2395       %A = add %X, undef
2396       %B = sub %X, undef
2397       %C = xor %X, undef
2398     Safe:
2399       %A = undef
2400       %B = undef
2401       %C = undef
2402
2403 This is safe because all of the output bits are affected by the undef
2404 bits. Any output bit can have a zero or one depending on the input bits.
2405
2406 .. code-block:: llvm
2407
2408       %A = or %X, undef
2409       %B = and %X, undef
2410     Safe:
2411       %A = -1
2412       %B = 0
2413     Unsafe:
2414       %A = undef
2415       %B = undef
2416
2417 These logical operations have bits that are not always affected by the
2418 input. For example, if ``%X`` has a zero bit, then the output of the
2419 '``and``' operation will always be a zero for that bit, no matter what
2420 the corresponding bit from the '``undef``' is. As such, it is unsafe to
2421 optimize or assume that the result of the '``and``' is '``undef``'.
2422 However, it is safe to assume that all bits of the '``undef``' could be
2423 0, and optimize the '``and``' to 0. Likewise, it is safe to assume that
2424 all the bits of the '``undef``' operand to the '``or``' could be set,
2425 allowing the '``or``' to be folded to -1.
2426
2427 .. code-block:: llvm
2428
2429       %A = select undef, %X, %Y
2430       %B = select undef, 42, %Y
2431       %C = select %X, %Y, undef
2432     Safe:
2433       %A = %X     (or %Y)
2434       %B = 42     (or %Y)
2435       %C = %Y
2436     Unsafe:
2437       %A = undef
2438       %B = undef
2439       %C = undef
2440
2441 This set of examples shows that undefined '``select``' (and conditional
2442 branch) conditions can go *either way*, but they have to come from one
2443 of the two operands. In the ``%A`` example, if ``%X`` and ``%Y`` were
2444 both known to have a clear low bit, then ``%A`` would have to have a
2445 cleared low bit. However, in the ``%C`` example, the optimizer is
2446 allowed to assume that the '``undef``' operand could be the same as
2447 ``%Y``, allowing the whole '``select``' to be eliminated.
2448
2449 .. code-block:: llvm
2450
2451       %A = xor undef, undef
2452
2453       %B = undef
2454       %C = xor %B, %B
2455
2456       %D = undef
2457       %E = icmp slt %D, 4
2458       %F = icmp gte %D, 4
2459
2460     Safe:
2461       %A = undef
2462       %B = undef
2463       %C = undef
2464       %D = undef
2465       %E = undef
2466       %F = undef
2467
2468 This example points out that two '``undef``' operands are not
2469 necessarily the same. This can be surprising to people (and also matches
2470 C semantics) where they assume that "``X^X``" is always zero, even if
2471 ``X`` is undefined. This isn't true for a number of reasons, but the
2472 short answer is that an '``undef``' "variable" can arbitrarily change
2473 its value over its "live range". This is true because the variable
2474 doesn't actually *have a live range*. Instead, the value is logically
2475 read from arbitrary registers that happen to be around when needed, so
2476 the value is not necessarily consistent over time. In fact, ``%A`` and
2477 ``%C`` need to have the same semantics or the core LLVM "replace all
2478 uses with" concept would not hold.
2479
2480 .. code-block:: llvm
2481
2482       %A = fdiv undef, %X
2483       %B = fdiv %X, undef
2484     Safe:
2485       %A = undef
2486     b: unreachable
2487
2488 These examples show the crucial difference between an *undefined value*
2489 and *undefined behavior*. An undefined value (like '``undef``') is
2490 allowed to have an arbitrary bit-pattern. This means that the ``%A``
2491 operation can be constant folded to '``undef``', because the '``undef``'
2492 could be an SNaN, and ``fdiv`` is not (currently) defined on SNaN's.
2493 However, in the second example, we can make a more aggressive
2494 assumption: because the ``undef`` is allowed to be an arbitrary value,
2495 we are allowed to assume that it could be zero. Since a divide by zero
2496 has *undefined behavior*, we are allowed to assume that the operation
2497 does not execute at all. This allows us to delete the divide and all
2498 code after it. Because the undefined operation "can't happen", the
2499 optimizer can assume that it occurs in dead code.
2500
2501 .. code-block:: llvm
2502
2503     a:  store undef -> %X
2504     b:  store %X -> undef
2505     Safe:
2506     a: <deleted>
2507     b: unreachable
2508
2509 These examples reiterate the ``fdiv`` example: a store *of* an undefined
2510 value can be assumed to not have any effect; we can assume that the
2511 value is overwritten with bits that happen to match what was already
2512 there. However, a store *to* an undefined location could clobber
2513 arbitrary memory, therefore, it has undefined behavior.
2514
2515 .. _poisonvalues:
2516
2517 Poison Values
2518 -------------
2519
2520 Poison values are similar to :ref:`undef values <undefvalues>`, however
2521 they also represent the fact that an instruction or constant expression
2522 that cannot evoke side effects has nevertheless detected a condition
2523 that results in undefined behavior.
2524
2525 There is currently no way of representing a poison value in the IR; they
2526 only exist when produced by operations such as :ref:`add <i_add>` with
2527 the ``nsw`` flag.
2528
2529 Poison value behavior is defined in terms of value *dependence*:
2530
2531 -  Values other than :ref:`phi <i_phi>` nodes depend on their operands.
2532 -  :ref:`Phi <i_phi>` nodes depend on the operand corresponding to
2533    their dynamic predecessor basic block.
2534 -  Function arguments depend on the corresponding actual argument values
2535    in the dynamic callers of their functions.
2536 -  :ref:`Call <i_call>` instructions depend on the :ref:`ret <i_ret>`
2537    instructions that dynamically transfer control back to them.
2538 -  :ref:`Invoke <i_invoke>` instructions depend on the
2539    :ref:`ret <i_ret>`, :ref:`resume <i_resume>`, or exception-throwing
2540    call instructions that dynamically transfer control back to them.
2541 -  Non-volatile loads and stores depend on the most recent stores to all
2542    of the referenced memory addresses, following the order in the IR
2543    (including loads and stores implied by intrinsics such as
2544    :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`.)
2545 -  An instruction with externally visible side effects depends on the
2546    most recent preceding instruction with externally visible side
2547    effects, following the order in the IR. (This includes :ref:`volatile
2548    operations <volatile>`.)
2549 -  An instruction *control-depends* on a :ref:`terminator
2550    instruction <terminators>` if the terminator instruction has
2551    multiple successors and the instruction is always executed when
2552    control transfers to one of the successors, and may not be executed
2553    when control is transferred to another.
2554 -  Additionally, an instruction also *control-depends* on a terminator
2555    instruction if the set of instructions it otherwise depends on would
2556    be different if the terminator had transferred control to a different
2557    successor.
2558 -  Dependence is transitive.
2559
2560 Poison values have the same behavior as :ref:`undef values <undefvalues>`,
2561 with the additional effect that any instruction that has a *dependence*
2562 on a poison value has undefined behavior.
2563
2564 Here are some examples:
2565
2566 .. code-block:: llvm
2567
2568     entry:
2569       %poison = sub nuw i32 0, 1           ; Results in a poison value.
2570       %still_poison = and i32 %poison, 0   ; 0, but also poison.
2571       %poison_yet_again = getelementptr i32, i32* @h, i32 %still_poison
2572       store i32 0, i32* %poison_yet_again  ; memory at @h[0] is poisoned
2573
2574       store i32 %poison, i32* @g           ; Poison value stored to memory.
2575       %poison2 = load i32, i32* @g         ; Poison value loaded back from memory.
2576
2577       store volatile i32 %poison, i32* @g  ; External observation; undefined behavior.
2578
2579       %narrowaddr = bitcast i32* @g to i16*
2580       %wideaddr = bitcast i32* @g to i64*
2581       %poison3 = load i16, i16* %narrowaddr ; Returns a poison value.
2582       %poison4 = load i64, i64* %wideaddr  ; Returns a poison value.
2583
2584       %cmp = icmp slt i32 %poison, 0       ; Returns a poison value.
2585       br i1 %cmp, label %true, label %end  ; Branch to either destination.
2586
2587     true:
2588       store volatile i32 0, i32* @g        ; This is control-dependent on %cmp, so
2589                                            ; it has undefined behavior.
2590       br label %end
2591
2592     end:
2593       %p = phi i32 [ 0, %entry ], [ 1, %true ]
2594                                            ; Both edges into this PHI are
2595                                            ; control-dependent on %cmp, so this
2596                                            ; always results in a poison value.
2597
2598       store volatile i32 0, i32* @g        ; This would depend on the store in %true
2599                                            ; if %cmp is true, or the store in %entry
2600                                            ; otherwise, so this is undefined behavior.
2601
2602       br i1 %cmp, label %second_true, label %second_end
2603                                            ; The same branch again, but this time the
2604                                            ; true block doesn't have side effects.
2605
2606     second_true:
2607       ; No side effects!
2608       ret void
2609
2610     second_end:
2611       store volatile i32 0, i32* @g        ; This time, the instruction always depends
2612                                            ; on the store in %end. Also, it is
2613                                            ; control-equivalent to %end, so this is
2614                                            ; well-defined (ignoring earlier undefined
2615                                            ; behavior in this example).
2616
2617 .. _blockaddress:
2618
2619 Addresses of Basic Blocks
2620 -------------------------
2621
2622 ``blockaddress(@function, %block)``
2623
2624 The '``blockaddress``' constant computes the address of the specified
2625 basic block in the specified function, and always has an ``i8*`` type.
2626 Taking the address of the entry block is illegal.
2627
2628 This value only has defined behavior when used as an operand to the
2629 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`' instruction, or for comparisons
2630 against null. Pointer equality tests between labels addresses results in
2631 undefined behavior --- though, again, comparison against null is ok, and
2632 no label is equal to the null pointer. This may be passed around as an
2633 opaque pointer sized value as long as the bits are not inspected. This
2634 allows ``ptrtoint`` and arithmetic to be performed on these values so
2635 long as the original value is reconstituted before the ``indirectbr``
2636 instruction.
2637
2638 Finally, some targets may provide defined semantics when using the value
2639 as the operand to an inline assembly, but that is target specific.
2640
2641 .. _constantexprs:
2642
2643 Constant Expressions
2644 --------------------
2645
2646 Constant expressions are used to allow expressions involving other
2647 constants to be used as constants. Constant expressions may be of any
2648 :ref:`first class <t_firstclass>` type and may involve any LLVM operation
2649 that does not have side effects (e.g. load and call are not supported).
2650 The following is the syntax for constant expressions:
2651
2652 ``trunc (CST to TYPE)``
2653     Truncate a constant to another type. The bit size of CST must be
2654     larger than the bit size of TYPE. Both types must be integers.
2655 ``zext (CST to TYPE)``
2656     Zero extend a constant to another type. The bit size of CST must be
2657     smaller than the bit size of TYPE. Both types must be integers.
2658 ``sext (CST to TYPE)``
2659     Sign extend a constant to another type. The bit size of CST must be
2660     smaller than the bit size of TYPE. Both types must be integers.
2661 ``fptrunc (CST to TYPE)``
2662     Truncate a floating point constant to another floating point type.
2663     The size of CST must be larger than the size of TYPE. Both types
2664     must be floating point.
2665 ``fpext (CST to TYPE)``
2666     Floating point extend a constant to another type. The size of CST
2667     must be smaller or equal to the size of TYPE. Both types must be
2668     floating point.
2669 ``fptoui (CST to TYPE)``
2670     Convert a floating point constant to the corresponding unsigned
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 ``fptosi (CST to TYPE)``
2676     Convert a floating point constant to the corresponding signed
2677     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
2678     must be of scalar or vector floating point type. Both CST and TYPE
2679     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
2680     value won't fit in the integer type, the results are undefined.
2681 ``uitofp (CST to TYPE)``
2682     Convert an unsigned 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 ``sitofp (CST to TYPE)``
2688     Convert a signed integer constant to the corresponding floating
2689     point constant. TYPE must be a scalar or vector floating point type.
2690     CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
2691     be scalars, or vectors of the same number of elements. If the value
2692     won't fit in the floating point type, the results are undefined.
2693 ``ptrtoint (CST to TYPE)``
2694     Convert a pointer typed constant to the corresponding integer
2695     constant. ``TYPE`` must be an integer type. ``CST`` must be of
2696     pointer type. The ``CST`` value is zero extended, truncated, or
2697     unchanged to make it fit in ``TYPE``.
2698 ``inttoptr (CST to TYPE)``
2699     Convert an integer constant to a pointer constant. TYPE must be a
2700     pointer type. CST must be of integer type. The CST value is zero
2701     extended, truncated, or unchanged to make it fit in a pointer size.
2702     This one is *really* dangerous!
2703 ``bitcast (CST to TYPE)``
2704     Convert a constant, CST, to another TYPE. The constraints of the
2705     operands are the same as those for the :ref:`bitcast
2706     instruction <i_bitcast>`.
2707 ``addrspacecast (CST to TYPE)``
2708     Convert a constant pointer or constant vector of pointer, CST, to another
2709     TYPE in a different address space. The constraints of the operands are the
2710     same as those for the :ref:`addrspacecast instruction <i_addrspacecast>`.
2711 ``getelementptr (TY, CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``, ``getelementptr inbounds (TY, CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``
2712     Perform the :ref:`getelementptr operation <i_getelementptr>` on
2713     constants. As with the :ref:`getelementptr <i_getelementptr>`
2714     instruction, the index list may have zero or more indexes, which are
2715     required to make sense for the type of "pointer to TY".
2716 ``select (COND, VAL1, VAL2)``
2717     Perform the :ref:`select operation <i_select>` on constants.
2718 ``icmp COND (VAL1, VAL2)``
2719     Performs the :ref:`icmp operation <i_icmp>` on constants.
2720 ``fcmp COND (VAL1, VAL2)``
2721     Performs the :ref:`fcmp operation <i_fcmp>` on constants.
2722 ``extractelement (VAL, IDX)``
2723     Perform the :ref:`extractelement operation <i_extractelement>` on
2724     constants.
2725 ``insertelement (VAL, ELT, IDX)``
2726     Perform the :ref:`insertelement operation <i_insertelement>` on
2727     constants.
2728 ``shufflevector (VEC1, VEC2, IDXMASK)``
2729     Perform the :ref:`shufflevector operation <i_shufflevector>` on
2730     constants.
2731 ``extractvalue (VAL, IDX0, IDX1, ...)``
2732     Perform the :ref:`extractvalue operation <i_extractvalue>` on
2733     constants. The index list is interpreted in a similar manner as
2734     indices in a ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At
2735     least one index value must be specified.
2736 ``insertvalue (VAL, ELT, IDX0, IDX1, ...)``
2737     Perform the :ref:`insertvalue operation <i_insertvalue>` on constants.
2738     The index list is interpreted in a similar manner as indices in a
2739     ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At least one index
2740     value must be specified.
2741 ``OPCODE (LHS, RHS)``
2742     Perform the specified operation of the LHS and RHS constants. OPCODE
2743     may be any of the :ref:`binary <binaryops>` or :ref:`bitwise
2744     binary <bitwiseops>` operations. The constraints on operands are
2745     the same as those for the corresponding instruction (e.g. no bitwise
2746     operations on floating point values are allowed).
2747
2748 Other Values
2749 ============
2750
2751 .. _inlineasmexprs:
2752
2753 Inline Assembler Expressions
2754 ----------------------------
2755
2756 LLVM supports inline assembler expressions (as opposed to :ref:`Module-Level
2757 Inline Assembly <moduleasm>`) through the use of a special value. This
2758 value represents the inline assembler as a string (containing the
2759 instructions to emit), a list of operand constraints (stored as a
2760 string), a flag that indicates whether or not the inline asm expression
2761 has side effects, and a flag indicating whether the function containing
2762 the asm needs to align its stack conservatively. An example inline
2763 assembler expression is:
2764
2765 .. code-block:: llvm
2766
2767     i32 (i32) asm "bswap $0", "=r,r"
2768
2769 Inline assembler expressions may **only** be used as the callee operand
2770 of a :ref:`call <i_call>` or an :ref:`invoke <i_invoke>` instruction.
2771 Thus, typically we have:
2772
2773 .. code-block:: llvm
2774
2775     %X = call i32 asm "bswap $0", "=r,r"(i32 %Y)
2776
2777 Inline asms with side effects not visible in the constraint list must be
2778 marked as having side effects. This is done through the use of the
2779 '``sideeffect``' keyword, like so:
2780
2781 .. code-block:: llvm
2782
2783     call void asm sideeffect "eieio", ""()
2784
2785 In some cases inline asms will contain code that will not work unless
2786 the stack is aligned in some way, such as calls or SSE instructions on
2787 x86, yet will not contain code that does that alignment within the asm.
2788 The compiler should make conservative assumptions about what the asm
2789 might contain and should generate its usual stack alignment code in the
2790 prologue if the '``alignstack``' keyword is present:
2791
2792 .. code-block:: llvm
2793
2794     call void asm alignstack "eieio", ""()
2795
2796 Inline asms also support using non-standard assembly dialects. The
2797 assumed dialect is ATT. When the '``inteldialect``' keyword is present,
2798 the inline asm is using the Intel dialect. Currently, ATT and Intel are
2799 the only supported dialects. An example is:
2800
2801 .. code-block:: llvm
2802
2803     call void asm inteldialect "eieio", ""()
2804
2805 If multiple keywords appear the '``sideeffect``' keyword must come
2806 first, the '``alignstack``' keyword second and the '``inteldialect``'
2807 keyword last.
2808
2809 Inline Asm Metadata
2810 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2811
2812 The call instructions that wrap inline asm nodes may have a
2813 "``!srcloc``" MDNode attached to it that contains a list of constant
2814 integers. If present, the code generator will use the integer as the
2815 location cookie value when report errors through the ``LLVMContext``
2816 error reporting mechanisms. This allows a front-end to correlate backend
2817 errors that occur with inline asm back to the source code that produced
2818 it. For example:
2819
2820 .. code-block:: llvm
2821
2822     call void asm sideeffect "something bad", ""(), !srcloc !42
2823     ...
2824     !42 = !{ i32 1234567 }
2825
2826 It is up to the front-end to make sense of the magic numbers it places
2827 in the IR. If the MDNode contains multiple constants, the code generator
2828 will use the one that corresponds to the line of the asm that the error
2829 occurs on.
2830
2831 .. _metadata:
2832
2833 Metadata
2834 ========
2835
2836 LLVM IR allows metadata to be attached to instructions in the program
2837 that can convey extra information about the code to the optimizers and
2838 code generator. One example application of metadata is source-level
2839 debug information. There are two metadata primitives: strings and nodes.
2840
2841 Metadata does not have a type, and is not a value.  If referenced from a
2842 ``call`` instruction, it uses the ``metadata`` type.
2843
2844 All metadata are identified in syntax by a exclamation point ('``!``').
2845
2846 .. _metadata-string:
2847
2848 Metadata Nodes and Metadata Strings
2849 -----------------------------------
2850
2851 A metadata string is a string surrounded by double quotes. It can
2852 contain any character by escaping non-printable characters with
2853 "``\xx``" where "``xx``" is the two digit hex code. For example:
2854 "``!"test\00"``".
2855
2856 Metadata nodes are represented with notation similar to structure
2857 constants (a comma separated list of elements, surrounded by braces and
2858 preceded by an exclamation point). Metadata nodes can have any values as
2859 their operand. For example:
2860
2861 .. code-block:: llvm
2862
2863     !{ !"test\00", i32 10}
2864
2865 Metadata nodes that aren't uniqued use the ``distinct`` keyword. For example:
2866
2867 .. code-block:: llvm
2868
2869     !0 = distinct !{!"test\00", i32 10}
2870
2871 ``distinct`` nodes are useful when nodes shouldn't be merged based on their
2872 content.  They can also occur when transformations cause uniquing collisions
2873 when metadata operands change.
2874
2875 A :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` is a collection of
2876 metadata nodes, which can be looked up in the module symbol table. For
2877 example:
2878
2879 .. code-block:: llvm
2880
2881     !foo = !{!4, !3}
2882
2883 Metadata can be used as function arguments. Here ``llvm.dbg.value``
2884 function is using two metadata arguments:
2885
2886 .. code-block:: llvm
2887
2888     call void @llvm.dbg.value(metadata !24, i64 0, metadata !25)
2889
2890 Metadata can be attached with an instruction. Here metadata ``!21`` is
2891 attached to the ``add`` instruction using the ``!dbg`` identifier:
2892
2893 .. code-block:: llvm
2894
2895     %indvar.next = add i64 %indvar, 1, !dbg !21
2896
2897 More information about specific metadata nodes recognized by the
2898 optimizers and code generator is found below.
2899
2900 Specialized Metadata Nodes
2901 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2902
2903 Specialized metadata nodes are custom data structures in metadata (as opposed
2904 to generic tuples).  Their fields are labelled, and can be specified in any
2905 order.
2906
2907 These aren't inherently debug info centric, but currently all the specialized
2908 metadata nodes are related to debug info.
2909
2910 MDCompileUnit
2911 """""""""""""
2912
2913 ``MDCompileUnit`` nodes represent a compile unit.  The ``enums:``,
2914 ``retainedTypes:``, ``subprograms:``, ``globals:`` and ``imports:`` fields are
2915 tuples containing the debug info to be emitted along with the compile unit,
2916 regardless of code optimizations (some nodes are only emitted if there are
2917 references to them from instructions).
2918
2919 .. code-block:: llvm
2920
2921     !0 = !MDCompileUnit(language: DW_LANG_C99, file: !1, producer: "clang",
2922                         isOptimized: true, flags: "-O2", runtimeVersion: 2,
2923                         splitDebugFilename: "abc.debug", emissionKind: 1,
2924                         enums: !2, retainedTypes: !3, subprograms: !4,
2925                         globals: !5, imports: !6)
2926
2927 MDFile
2928 """"""
2929
2930 ``MDFile`` nodes represent files.  The ``filename:`` can include slashes.
2931
2932 .. code-block:: llvm
2933
2934     !0 = !MDFile(filename: "path/to/file", directory: "/path/to/dir")
2935
2936 .. _MDLocation:
2937
2938 MDBasicType
2939 """""""""""
2940
2941 ``MDBasicType`` nodes represent primitive types.  ``tag:`` defaults to
2942 ``DW_TAG_base_type``.
2943
2944 .. code-block:: llvm
2945
2946     !0 = !MDBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
2947                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
2948     !1 = !MDBasicType(tag: DW_TAG_unspecified_type, name: "decltype(nullptr)")
2949
2950 .. _MDSubroutineType:
2951
2952 MDSubroutineType
2953 """"""""""""""""
2954
2955 ``MDSubroutineType`` nodes represent subroutine types.  Their ``types:`` field
2956 refers to a tuple; the first operand is the return type, while the rest are the
2957 types of the formal arguments in order.  If the first operand is ``null``, that
2958 represents a function with no return value (such as ``void foo() {}`` in C++).
2959
2960 .. code-block:: llvm
2961
2962     !0 = !BasicType(name: "int", size: 32, align: 32, DW_ATE_signed)
2963     !1 = !BasicType(name: "char", size: 8, align: 8, DW_ATE_signed_char)
2964     !2 = !MDSubroutineType(types: !{null, !0, !1}) ; void (int, char)
2965
2966 MDDerivedType
2967 """""""""""""
2968
2969 ``MDDerivedType`` nodes represent types derived from other types, such as
2970 qualified types.
2971
2972 .. code-block:: llvm
2973
2974     !0 = !MDBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
2975                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
2976     !1 = !MDDerivedType(tag: DW_TAG_pointer_type, baseType: !0, size: 32,
2977                         align: 32)
2978
2979 .. _MDCompositeType:
2980
2981 MDCompositeType
2982 """""""""""""""
2983
2984 ``MDCompositeType`` nodes represent types composed of other types, like
2985 structures and unions.  ``elements:`` points to a tuple of the composed types.
2986
2987 If the source language supports ODR, the ``identifier:`` field gives the unique
2988 identifier used for type merging between modules.  When specified, other types
2989 can refer to composite types indirectly via a :ref:`metadata string
2990 <metadata-string>` that matches their identifier.
2991
2992 .. code-block:: llvm
2993
2994     !0 = !MDEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
2995     !1 = !MDEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
2996     !2 = !MDEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
2997     !3 = !MDCompositeType(tag: DW_TAG_enumeration_type, name: "Enum", file: !12,
2998                           line: 2, size: 32, align: 32, identifier: "_M4Enum",
2999                           elements: !{!0, !1, !2})
3000
3001 MDSubrange
3002 """"""""""
3003
3004 ``MDSubrange`` nodes are the elements for ``DW_TAG_array_type`` variants of
3005 :ref:`MDCompositeType`.  ``count: -1`` indicates an empty array.
3006
3007 .. code-block:: llvm
3008
3009     !0 = !MDSubrange(count: 5, lowerBound: 0) ; array counting from 0
3010     !1 = !MDSubrange(count: 5, lowerBound: 1) ; array counting from 1
3011     !2 = !MDSubrange(count: -1) ; empty array.
3012
3013 MDEnumerator
3014 """"""""""""
3015
3016 ``MDEnumerator`` nodes are the elements for ``DW_TAG_enumeration_type``
3017 variants of :ref:`MDCompositeType`.
3018
3019 .. code-block:: llvm
3020
3021     !0 = !MDEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
3022     !1 = !MDEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
3023     !2 = !MDEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
3024
3025 MDTemplateTypeParameter
3026 """""""""""""""""""""""
3027
3028 ``MDTemplateTypeParameter`` nodes represent type parameters to generic source
3029 language constructs.  They are used (optionally) in :ref:`MDCompositeType` and
3030 :ref:`MDSubprogram` ``templateParams:`` fields.
3031
3032 .. code-block:: llvm
3033
3034     !0 = !MDTemplateTypeParameter(name: "Ty", type: !1)
3035
3036 MDTemplateValueParameter
3037 """"""""""""""""""""""""
3038
3039 ``MDTemplateValueParameter`` nodes represent value parameters to generic source
3040 language constructs.  ``tag:`` defaults to ``DW_TAG_template_value_parameter``,
3041 but if specified can also be set to ``DW_TAG_GNU_template_template_param`` or
3042 ``DW_TAG_GNU_template_param_pack``.  They are used (optionally) in
3043 :ref:`MDCompositeType` and :ref:`MDSubprogram` ``templateParams:`` fields.
3044
3045 .. code-block:: llvm
3046
3047     !0 = !MDTemplateValueParameter(name: "Ty", type: !1, value: i32 7)
3048
3049 MDNamespace
3050 """""""""""
3051
3052 ``MDNamespace`` nodes represent namespaces in the source language.
3053
3054 .. code-block:: llvm
3055
3056     !0 = !MDNamespace(name: "myawesomeproject", scope: !1, file: !2, line: 7)
3057
3058 MDGlobalVariable
3059 """"""""""""""""
3060
3061 ``MDGlobalVariable`` nodes represent global variables in the source language.
3062
3063 .. code-block:: llvm
3064
3065     !0 = !MDGlobalVariable(name: "foo", linkageName: "foo", scope: !1,
3066                            file: !2, line: 7, type: !3, isLocal: true,
3067                            isDefinition: false, variable: i32* @foo,
3068                            declaration: !4)
3069
3070 .. _MDSubprogram:
3071
3072 MDSubprogram
3073 """"""""""""
3074
3075 ``MDSubprogram`` nodes represent functions from the source language.  The
3076 ``variables:`` field points at :ref:`variables <MDLocalVariable>` that must be
3077 retained, even if their IR counterparts are optimized out of the IR.  The
3078 ``type:`` field must point at an :ref:`MDSubroutineType`.
3079
3080 .. code-block:: llvm
3081
3082     !0 = !MDSubprogram(name: "foo", linkageName: "_Zfoov", scope: !1,
3083                        file: !2, line: 7, type: !3, isLocal: true,
3084                        isDefinition: false, scopeLine: 8, containingType: !4,
3085                        virtuality: DW_VIRTUALITY_pure_virtual, virtualIndex: 10,
3086                        flags: DIFlagPrototyped, isOptimized: true,
3087                        function: void ()* @_Z3foov,
3088                        templateParams: !5, declaration: !6, variables: !7)
3089
3090 .. _MDLexicalBlock:
3091
3092 MDLexicalBlock
3093 """"""""""""""
3094
3095 ``MDLexicalBlock`` nodes represent lexical blocks in the source language (a
3096 scope).
3097
3098 .. code-block:: llvm
3099
3100     !0 = !MDLexicalBlock(scope: !1, file: !2, line: 7, column: 35)
3101
3102 .. _MDLexicalBlockFile:
3103
3104 MDLexicalBlockFile
3105 """"""""""""""""""
3106
3107 ``MDLexicalBlockFile`` nodes are used to discriminate between sections of a
3108 :ref:`lexical block <MDLexicalBlock>`.  The ``file:`` field can be changed to
3109 indicate textual inclusion, or the ``discriminator:`` field can be used to
3110 discriminate between control flow within a single block in the source language.
3111
3112 .. code-block:: llvm
3113
3114     !0 = !MDLexicalBlock(scope: !3, file: !4, line: 7, column: 35)
3115     !1 = !MDLexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 0)
3116     !2 = !MDLexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 1)
3117
3118 MDLocation
3119 """"""""""
3120
3121 ``MDLocation`` nodes represent source debug locations.  The ``scope:`` field is
3122 mandatory, and points at an :ref:`MDLexicalBlockFile`, an
3123 :ref:`MDLexicalBlock`, or an :ref:`MDSubprogram`.
3124
3125 .. code-block:: llvm
3126
3127     !0 = !MDLocation(line: 2900, column: 42, scope: !1, inlinedAt: !2)
3128
3129 .. _MDLocalVariable:
3130
3131 MDLocalVariable
3132 """""""""""""""
3133
3134 ``MDLocalVariable`` nodes represent local variables in the source language.
3135 Instead of ``DW_TAG_variable``, they use LLVM-specific fake tags to
3136 discriminate between local variables (``DW_TAG_auto_variable``) and subprogram
3137 arguments (``DW_TAG_arg_variable``).  In the latter case, the ``arg:`` field
3138 specifies the argument position, and this variable will be included in the
3139 ``variables:`` field of its :ref:`MDSubprogram`.
3140
3141 If set, the ``inlinedAt:`` field points at an :ref:`MDLocation`, and the
3142 variable represents an inlined version of a variable (with all other fields
3143 duplicated from the non-inlined version).
3144
3145 .. code-block:: llvm
3146
3147     !0 = !MDLocalVariable(tag: DW_TAG_arg_variable, name: "this", arg: 0,
3148                           scope: !3, file: !2, line: 7, type: !3,
3149                           flags: DIFlagArtificial, inlinedAt: !4)
3150     !1 = !MDLocalVariable(tag: DW_TAG_arg_variable, name: "x", arg: 1,
3151                           scope: !4, file: !2, line: 7, type: !3,
3152                           inlinedAt: !6)
3153     !1 = !MDLocalVariable(tag: DW_TAG_auto_variable, name: "y",
3154                           scope: !5, file: !2, line: 7, type: !3,
3155                           inlinedAt: !6)
3156
3157 MDExpression
3158 """"""""""""
3159
3160 ``MDExpression`` nodes represent DWARF expression sequences.  They are used in
3161 :ref:`debug intrinsics<dbg_intrinsics>` (such as ``llvm.dbg.declare``) to
3162 describe how the referenced LLVM variable relates to the source language
3163 variable.
3164
3165 The current supported vocabulary is limited:
3166
3167 - ``DW_OP_deref`` dereferences the working expression.
3168 - ``DW_OP_plus, 93`` adds ``93`` to the working expression.
3169 - ``DW_OP_bit_piece, 16, 8`` specifies the offset and size (``16`` and ``8``
3170   here, respectively) of the variable piece from the working expression.
3171
3172 .. code-block:: llvm
3173
3174     !0 = !MDExpression(DW_OP_deref)
3175     !1 = !MDExpression(DW_OP_plus, 3)
3176     !2 = !MDExpression(DW_OP_bit_piece, 3, 7)
3177     !3 = !MDExpression(DW_OP_deref, DW_OP_plus, 3, DW_OP_bit_piece, 3, 7)
3178
3179 MDObjCProperty
3180 """"""""""""""
3181
3182 ``MDObjCProperty`` nodes represent Objective-C property nodes.
3183
3184 .. code-block:: llvm
3185
3186     !3 = !MDObjCProperty(name: "foo", file: !1, line: 7, setter: "setFoo",
3187                          getter: "getFoo", attributes: 7, type: !2)
3188
3189 MDImportedEntity
3190 """"""""""""""""
3191
3192 ``MDImportedEntity`` nodes represent entities (such as modules) imported into a
3193 compile unit.
3194
3195 .. code-block:: llvm
3196
3197    !2 = !MDImportedEntity(tag: DW_TAG_imported_module, name: "foo", scope: !0,
3198                           entity: !1, line: 7)
3199
3200 '``tbaa``' Metadata
3201 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3202
3203 In LLVM IR, memory does not have types, so LLVM's own type system is not
3204 suitable for doing TBAA. Instead, metadata is added to the IR to
3205 describe a type system of a higher level language. This can be used to
3206 implement typical C/C++ TBAA, but it can also be used to implement
3207 custom alias analysis behavior for other languages.
3208
3209 The current metadata format is very simple. TBAA metadata nodes have up
3210 to three fields, e.g.:
3211
3212 .. code-block:: llvm
3213
3214     !0 = !{ !"an example type tree" }
3215     !1 = !{ !"int", !0 }
3216     !2 = !{ !"float", !0 }
3217     !3 = !{ !"const float", !2, i64 1 }
3218
3219 The first field is an identity field. It can be any value, usually a
3220 metadata string, which uniquely identifies the type. The most important
3221 name in the tree is the name of the root node. Two trees with different
3222 root node names are entirely disjoint, even if they have leaves with
3223 common names.
3224
3225 The second field identifies the type's parent node in the tree, or is
3226 null or omitted for a root node. A type is considered to alias all of
3227 its descendants and all of its ancestors in the tree. Also, a type is
3228 considered to alias all types in other trees, so that bitcode produced
3229 from multiple front-ends is handled conservatively.
3230
3231 If the third field is present, it's an integer which if equal to 1
3232 indicates that the type is "constant" (meaning
3233 ``pointsToConstantMemory`` should return true; see `other useful
3234 AliasAnalysis methods <AliasAnalysis.html#OtherItfs>`_).
3235
3236 '``tbaa.struct``' Metadata
3237 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3238
3239 The :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>` is often used to implement
3240 aggregate assignment operations in C and similar languages, however it
3241 is defined to copy a contiguous region of memory, which is more than
3242 strictly necessary for aggregate types which contain holes due to
3243 padding. Also, it doesn't contain any TBAA information about the fields
3244 of the aggregate.
3245
3246 ``!tbaa.struct`` metadata can describe which memory subregions in a
3247 memcpy are padding and what the TBAA tags of the struct are.
3248
3249 The current metadata format is very simple. ``!tbaa.struct`` metadata
3250 nodes are a list of operands which are in conceptual groups of three.
3251 For each group of three, the first operand gives the byte offset of a
3252 field in bytes, the second gives its size in bytes, and the third gives
3253 its tbaa tag. e.g.:
3254
3255 .. code-block:: llvm
3256
3257     !4 = !{ i64 0, i64 4, !1, i64 8, i64 4, !2 }
3258
3259 This describes a struct with two fields. The first is at offset 0 bytes
3260 with size 4 bytes, and has tbaa tag !1. The second is at offset 8 bytes
3261 and has size 4 bytes and has tbaa tag !2.
3262
3263 Note that the fields need not be contiguous. In this example, there is a
3264 4 byte gap between the two fields. This gap represents padding which
3265 does not carry useful data and need not be preserved.
3266
3267 '``noalias``' and '``alias.scope``' Metadata
3268 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3269
3270 ``noalias`` and ``alias.scope`` metadata provide the ability to specify generic
3271 noalias memory-access sets. This means that some collection of memory access
3272 instructions (loads, stores, memory-accessing calls, etc.) that carry
3273 ``noalias`` metadata can specifically be specified not to alias with some other
3274 collection of memory access instructions that carry ``alias.scope`` metadata.
3275 Each type of metadata specifies a list of scopes where each scope has an id and
3276 a domain. When evaluating an aliasing query, if for some some domain, the set
3277 of scopes with that domain in one instruction's ``alias.scope`` list is a
3278 subset of (or equal to) the set of scopes for that domain in another
3279 instruction's ``noalias`` list, then the two memory accesses are assumed not to
3280 alias.
3281
3282 The metadata identifying each domain is itself a list containing one or two
3283 entries. The first entry is the name of the domain. Note that if the name is a
3284 string then it can be combined accross functions and translation units. A
3285 self-reference can be used to create globally unique domain names. A
3286 descriptive string may optionally be provided as a second list entry.
3287
3288 The metadata identifying each scope is also itself a list containing two or
3289 three entries. The first entry is the name of the scope. Note that if the name
3290 is a string then it can be combined accross functions and translation units. A
3291 self-reference can be used to create globally unique scope names. A metadata
3292 reference to the scope's domain is the second entry. A descriptive string may
3293 optionally be provided as a third list entry.
3294
3295 For example,
3296
3297 .. code-block:: llvm
3298
3299     ; Two scope domains:
3300     !0 = !{!0}
3301     !1 = !{!1}
3302
3303     ; Some scopes in these domains:
3304     !2 = !{!2, !0}
3305     !3 = !{!3, !0}
3306     !4 = !{!4, !1}
3307
3308     ; Some scope lists:
3309     !5 = !{!4} ; A list containing only scope !4
3310     !6 = !{!4, !3, !2}
3311     !7 = !{!3}
3312
3313     ; These two instructions don't alias:
3314     %0 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
3315     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !5
3316
3317     ; These two instructions also don't alias (for domain !1, the set of scopes
3318     ; in the !alias.scope equals that in the !noalias list):
3319     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
3320     store float %2, float* %arrayidx.i2, align 4, !noalias !6
3321
3322     ; These two instructions don't alias (for domain !0, the set of scopes in
3323     ; the !noalias list is not a superset of, or equal to, the scopes in the
3324     ; !alias.scope list):
3325     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !6
3326     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !7
3327
3328 '``fpmath``' Metadata
3329 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3330
3331 ``fpmath`` metadata may be attached to any instruction of floating point
3332 type. It can be used to express the maximum acceptable error in the
3333 result of that instruction, in ULPs, thus potentially allowing the
3334 compiler to use a more efficient but less accurate method of computing
3335 it. ULP is defined as follows:
3336
3337     If ``x`` is a real number that lies between two finite consecutive
3338     floating-point numbers ``a`` and ``b``, without being equal to one
3339     of them, then ``ulp(x) = |b - a|``, otherwise ``ulp(x)`` is the
3340     distance between the two non-equal finite floating-point numbers
3341     nearest ``x``. Moreover, ``ulp(NaN)`` is ``NaN``.
3342
3343 The metadata node shall consist of a single positive floating point
3344 number representing the maximum relative error, for example:
3345
3346 .. code-block:: llvm
3347
3348     !0 = !{ float 2.5 } ; maximum acceptable inaccuracy is 2.5 ULPs
3349
3350 .. _range-metadata:
3351
3352 '``range``' Metadata
3353 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3354
3355 ``range`` metadata may be attached only to ``load``, ``call`` and ``invoke`` of
3356 integer types. It expresses the possible ranges the loaded value or the value
3357 returned by the called function at this call site is in. The ranges are
3358 represented with a flattened list of integers. The loaded value or the value
3359 returned is known to be in the union of the ranges defined by each consecutive
3360 pair. Each pair has the following properties:
3361
3362 -  The type must match the type loaded by the instruction.
3363 -  The pair ``a,b`` represents the range ``[a,b)``.
3364 -  Both ``a`` and ``b`` are constants.
3365 -  The range is allowed to wrap.
3366 -  The range should not represent the full or empty set. That is,
3367    ``a!=b``.
3368
3369 In addition, the pairs must be in signed order of the lower bound and
3370 they must be non-contiguous.
3371
3372 Examples:
3373
3374 .. code-block:: llvm
3375
3376       %a = load i8, i8* %x, align 1, !range !0 ; Can only be 0 or 1
3377       %b = load i8, i8* %y, align 1, !range !1 ; Can only be 255 (-1), 0 or 1
3378       %c = call i8 @foo(),       !range !2 ; Can only be 0, 1, 3, 4 or 5
3379       %d = invoke i8 @bar() to label %cont
3380              unwind label %lpad, !range !3 ; Can only be -2, -1, 3, 4 or 5
3381     ...
3382     !0 = !{ i8 0, i8 2 }
3383     !1 = !{ i8 255, i8 2 }
3384     !2 = !{ i8 0, i8 2, i8 3, i8 6 }
3385     !3 = !{ i8 -2, i8 0, i8 3, i8 6 }
3386
3387 '``llvm.loop``'
3388 ^^^^^^^^^^^^^^^
3389
3390 It is sometimes useful to attach information to loop constructs. Currently,
3391 loop metadata is implemented as metadata attached to the branch instruction
3392 in the loop latch block. This type of metadata refer to a metadata node that is
3393 guaranteed to be separate for each loop. The loop identifier metadata is
3394 specified with the name ``llvm.loop``.
3395
3396 The loop identifier metadata is implemented using a metadata that refers to
3397 itself to avoid merging it with any other identifier metadata, e.g.,
3398 during module linkage or function inlining. That is, each loop should refer
3399 to their own identification metadata even if they reside in separate functions.
3400 The following example contains loop identifier metadata for two separate loop
3401 constructs:
3402
3403 .. code-block:: llvm
3404
3405     !0 = !{!0}
3406     !1 = !{!1}
3407
3408 The loop identifier metadata can be used to specify additional
3409 per-loop metadata. Any operands after the first operand can be treated
3410 as user-defined metadata. For example the ``llvm.loop.unroll.count``
3411 suggests an unroll factor to the loop unroller:
3412
3413 .. code-block:: llvm
3414
3415       br i1 %exitcond, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !0
3416     ...
3417     !0 = !{!0, !1}
3418     !1 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
3419
3420 '``llvm.loop.vectorize``' and '``llvm.loop.interleave``'
3421 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3422
3423 Metadata prefixed with ``llvm.loop.vectorize`` or ``llvm.loop.interleave`` are
3424 used to control per-loop vectorization and interleaving parameters such as
3425 vectorization width and interleave count.  These metadata should be used in
3426 conjunction with ``llvm.loop`` loop identification metadata.  The
3427 ``llvm.loop.vectorize`` and ``llvm.loop.interleave`` metadata are only
3428 optimization hints and the optimizer will only interleave and vectorize loops if
3429 it believes it is safe to do so.  The ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata
3430 which contains information about loop-carried memory dependencies can be helpful
3431 in determining the safety of these transformations.
3432
3433 '``llvm.loop.interleave.count``' Metadata
3434 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3435
3436 This metadata suggests an interleave count to the loop interleaver.
3437 The first operand is the string ``llvm.loop.interleave.count`` and the
3438 second operand is an integer specifying the interleave count. For
3439 example:
3440
3441 .. code-block:: llvm
3442
3443    !0 = !{!"llvm.loop.interleave.count", i32 4}
3444
3445 Note that setting ``llvm.loop.interleave.count`` to 1 disables interleaving
3446 multiple iterations of the loop.  If ``llvm.loop.interleave.count`` is set to 0
3447 then the interleave count will be determined automatically.
3448
3449 '``llvm.loop.vectorize.enable``' Metadata
3450 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3451
3452 This metadata selectively enables or disables vectorization for the loop. The
3453 first operand is the string ``llvm.loop.vectorize.enable`` and the second operand
3454 is a bit.  If the bit operand value is 1 vectorization is enabled. A value of
3455 0 disables vectorization:
3456
3457 .. code-block:: llvm
3458
3459    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 0}
3460    !1 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 1}
3461
3462 '``llvm.loop.vectorize.width``' Metadata
3463 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3464
3465 This metadata sets the target width of the vectorizer. The first
3466 operand is the string ``llvm.loop.vectorize.width`` and the second
3467 operand is an integer specifying the width. For example:
3468
3469 .. code-block:: llvm
3470
3471    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.width", i32 4}
3472
3473 Note that setting ``llvm.loop.vectorize.width`` to 1 disables
3474 vectorization of the loop.  If ``llvm.loop.vectorize.width`` is set to
3475 0 or if the loop does not have this metadata the width will be
3476 determined automatically.
3477
3478 '``llvm.loop.unroll``'
3479 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3480
3481 Metadata prefixed with ``llvm.loop.unroll`` are loop unrolling
3482 optimization hints such as the unroll factor. ``llvm.loop.unroll``
3483 metadata should be used in conjunction with ``llvm.loop`` loop
3484 identification metadata. The ``llvm.loop.unroll`` metadata are only
3485 optimization hints and the unrolling will only be performed if the
3486 optimizer believes it is safe to do so.
3487
3488 '``llvm.loop.unroll.count``' Metadata
3489 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3490
3491 This metadata suggests an unroll factor to the loop unroller. The
3492 first operand is the string ``llvm.loop.unroll.count`` and the second
3493 operand is a positive integer specifying the unroll factor. For
3494 example:
3495
3496 .. code-block:: llvm
3497
3498    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
3499
3500 If the trip count of the loop is less than the unroll count the loop
3501 will be partially unrolled.
3502
3503 '``llvm.loop.unroll.disable``' Metadata
3504 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3505
3506 This metadata either disables loop unrolling. The metadata has a single operand
3507 which is the string ``llvm.loop.unroll.disable``.  For example:
3508
3509 .. code-block:: llvm
3510
3511    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}
3512
3513 '``llvm.loop.unroll.runtime.disable``' Metadata
3514 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3515
3516 This metadata either disables runtime loop unrolling. The metadata has a single
3517 operand which is the string ``llvm.loop.unroll.runtime.disable``.  For example:
3518
3519 .. code-block:: llvm
3520
3521    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
3522
3523 '``llvm.loop.unroll.full``' Metadata
3524 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3525
3526 This metadata either suggests that the loop should be unrolled fully. The
3527 metadata has a single operand which is the string ``llvm.loop.unroll.disable``.
3528 For example:
3529
3530 .. code-block:: llvm
3531
3532    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.full"}
3533
3534 '``llvm.mem``'
3535 ^^^^^^^^^^^^^^^
3536
3537 Metadata types used to annotate memory accesses with information helpful
3538 for optimizations are prefixed with ``llvm.mem``.
3539
3540 '``llvm.mem.parallel_loop_access``' Metadata
3541 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3542
3543 The ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata refers to a loop identifier,
3544 or metadata containing a list of loop identifiers for nested loops.
3545 The metadata is attached to memory accessing instructions and denotes that
3546 no loop carried memory dependence exist between it and other instructions denoted
3547 with the same loop identifier.
3548
3549 Precisely, given two instructions ``m1`` and ``m2`` that both have the
3550 ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata, with ``L1`` and ``L2`` being the
3551 set of loops associated with that metadata, respectively, then there is no loop
3552 carried dependence between ``m1`` and ``m2`` for loops in both ``L1`` and
3553 ``L2``.
3554
3555 As a special case, if all memory accessing instructions in a loop have
3556 ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata that refers to that loop, then the
3557 loop has no loop carried memory dependences and is considered to be a parallel
3558 loop.
3559
3560 Note that if not all memory access instructions have such metadata referring to
3561 the loop, then the loop is considered not being trivially parallel. Additional
3562 memory dependence analysis is required to make that determination.  As a fail
3563 safe mechanism, this causes loops that were originally parallel to be considered
3564 sequential (if optimization passes that are unaware of the parallel semantics
3565 insert new memory instructions into the loop body).
3566
3567 Example of a loop that is considered parallel due to its correct use of
3568 both ``llvm.loop`` and ``llvm.mem.parallel_loop_access``
3569 metadata types that refer to the same loop identifier metadata.
3570
3571 .. code-block:: llvm
3572
3573    for.body:
3574      ...
3575      %val0 = load i32, i32* %arrayidx, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
3576      ...
3577      store i32 %val0, i32* %arrayidx1, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
3578      ...
3579      br i1 %exitcond, label %for.end, label %for.body, !llvm.loop !0
3580
3581    for.end:
3582    ...
3583    !0 = !{!0}
3584
3585 It is also possible to have nested parallel loops. In that case the
3586 memory accesses refer to a list of loop identifier metadata nodes instead of
3587 the loop identifier metadata node directly:
3588
3589 .. code-block:: llvm
3590
3591    outer.for.body:
3592      ...
3593      %val1 = load i32, i32* %arrayidx3, !llvm.mem.parallel_loop_access !2
3594      ...
3595      br label %inner.for.body
3596
3597    inner.for.body:
3598      ...
3599      %val0 = load i32, i32* %arrayidx1, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
3600      ...
3601      store i32 %val0, i32* %arrayidx2, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
3602      ...
3603      br i1 %exitcond, label %inner.for.end, label %inner.for.body, !llvm.loop !1
3604
3605    inner.for.end:
3606      ...
3607      store i32 %val1, i32* %arrayidx4, !llvm.mem.parallel_loop_access !2
3608      ...
3609      br i1 %exitcond, label %outer.for.end, label %outer.for.body, !llvm.loop !2
3610
3611    outer.for.end:                                          ; preds = %for.body
3612    ...
3613    !0 = !{!1, !2} ; a list of loop identifiers
3614    !1 = !{!1} ; an identifier for the inner loop
3615    !2 = !{!2} ; an identifier for the outer loop
3616
3617 '``llvm.bitsets``'
3618 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3619
3620 The ``llvm.bitsets`` global metadata is used to implement
3621 :doc:`bitsets <BitSets>`.
3622
3623 Module Flags Metadata
3624 =====================
3625
3626 Information about the module as a whole is difficult to convey to LLVM's
3627 subsystems. The LLVM IR isn't sufficient to transmit this information.
3628 The ``llvm.module.flags`` named metadata exists in order to facilitate
3629 this. These flags are in the form of key / value pairs --- much like a
3630 dictionary --- making it easy for any subsystem who cares about a flag to
3631 look it up.
3632
3633 The ``llvm.module.flags`` metadata contains a list of metadata triplets.
3634 Each triplet has the following form:
3635
3636 -  The first element is a *behavior* flag, which specifies the behavior
3637    when two (or more) modules are merged together, and it encounters two
3638    (or more) metadata with the same ID. The supported behaviors are
3639    described below.
3640 -  The second element is a metadata string that is a unique ID for the
3641    metadata. Each module may only have one flag entry for each unique ID (not
3642    including entries with the **Require** behavior).
3643 -  The third element is the value of the flag.
3644
3645 When two (or more) modules are merged together, the resulting
3646 ``llvm.module.flags`` metadata is the union of the modules' flags. That is, for
3647 each unique metadata ID string, there will be exactly one entry in the merged
3648 modules ``llvm.module.flags`` metadata table, and the value for that entry will
3649 be determined by the merge behavior flag, as described below. The only exception
3650 is that entries with the *Require* behavior are always preserved.
3651
3652 The following behaviors are supported:
3653
3654 .. list-table::
3655    :header-rows: 1
3656    :widths: 10 90
3657
3658    * - Value
3659      - Behavior
3660
3661    * - 1
3662      - **Error**
3663            Emits an error if two values disagree, otherwise the resulting value
3664            is that of the operands.
3665
3666    * - 2
3667      - **Warning**
3668            Emits a warning if two values disagree. The result value will be the
3669            operand for the flag from the first module being linked.
3670
3671    * - 3
3672      - **Require**
3673            Adds a requirement that another module flag be present and have a
3674            specified value after linking is performed. The value must be a
3675            metadata pair, where the first element of the pair is the ID of the
3676            module flag to be restricted, and the second element of the pair is
3677            the value the module flag should be restricted to. This behavior can
3678            be used to restrict the allowable results (via triggering of an
3679            error) of linking IDs with the **Override** behavior.
3680
3681    * - 4
3682      - **Override**
3683            Uses the specified value, regardless of the behavior or value of the
3684            other module. If both modules specify **Override**, but the values
3685            differ, an error will be emitted.
3686
3687    * - 5
3688      - **Append**
3689            Appends the two values, which are required to be metadata nodes.
3690
3691    * - 6
3692      - **AppendUnique**
3693            Appends the two values, which are required to be metadata
3694            nodes. However, duplicate entries in the second list are dropped
3695            during the append operation.
3696
3697 It is an error for a particular unique flag ID to have multiple behaviors,
3698 except in the case of **Require** (which adds restrictions on another metadata
3699 value) or **Override**.
3700
3701 An example of module flags:
3702
3703 .. code-block:: llvm
3704
3705     !0 = !{ i32 1, !"foo", i32 1 }
3706     !1 = !{ i32 4, !"bar", i32 37 }
3707     !2 = !{ i32 2, !"qux", i32 42 }
3708     !3 = !{ i32 3, !"qux",
3709       !{
3710         !"foo", i32 1
3711       }
3712     }
3713     !llvm.module.flags = !{ !0, !1, !2, !3 }
3714
3715 -  Metadata ``!0`` has the ID ``!"foo"`` and the value '1'. The behavior
3716    if two or more ``!"foo"`` flags are seen is to emit an error if their
3717    values are not equal.
3718
3719 -  Metadata ``!1`` has the ID ``!"bar"`` and the value '37'. The
3720    behavior if two or more ``!"bar"`` flags are seen is to use the value
3721    '37'.
3722
3723 -  Metadata ``!2`` has the ID ``!"qux"`` and the value '42'. The
3724    behavior if two or more ``!"qux"`` flags are seen is to emit a
3725    warning if their values are not equal.
3726
3727 -  Metadata ``!3`` has the ID ``!"qux"`` and the value:
3728
3729    ::
3730
3731        !{ !"foo", i32 1 }
3732
3733    The behavior is to emit an error if the ``llvm.module.flags`` does not
3734    contain a flag with the ID ``!"foo"`` that has the value '1' after linking is
3735    performed.
3736
3737 Objective-C Garbage Collection Module Flags Metadata
3738 ----------------------------------------------------
3739
3740 On the Mach-O platform, Objective-C stores metadata about garbage
3741 collection in a special section called "image info". The metadata
3742 consists of a version number and a bitmask specifying what types of
3743 garbage collection are supported (if any) by the file. If two or more
3744 modules are linked together their garbage collection metadata needs to
3745 be merged rather than appended together.
3746
3747 The Objective-C garbage collection module flags metadata consists of the
3748 following key-value pairs:
3749
3750 .. list-table::
3751    :header-rows: 1
3752    :widths: 30 70
3753
3754    * - Key
3755      - Value
3756
3757    * - ``Objective-C Version``
3758      - **[Required]** --- The Objective-C ABI version. Valid values are 1 and 2.
3759
3760    * - ``Objective-C Image Info Version``
3761      - **[Required]** --- The version of the image info section. Currently
3762        always 0.
3763
3764    * - ``Objective-C Image Info Section``
3765      - **[Required]** --- The section to place the metadata. Valid values are
3766        ``"__OBJC, __image_info, regular"`` for Objective-C ABI version 1, and
3767        ``"__DATA,__objc_imageinfo, regular, no_dead_strip"`` for
3768        Objective-C ABI version 2.
3769
3770    * - ``Objective-C Garbage Collection``
3771      - **[Required]** --- Specifies whether garbage collection is supported or
3772        not. Valid values are 0, for no garbage collection, and 2, for garbage
3773        collection supported.
3774
3775    * - ``Objective-C GC Only``
3776      - **[Optional]** --- Specifies that only garbage collection is supported.
3777        If present, its value must be 6. This flag requires that the
3778        ``Objective-C Garbage Collection`` flag have the value 2.
3779
3780 Some important flag interactions:
3781
3782 -  If a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 is
3783    merged with a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to
3784    2, then the resulting module has the
3785    ``Objective-C Garbage Collection`` flag set to 0.
3786 -  A module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 cannot be
3787    merged with a module with ``Objective-C GC Only`` set to 6.
3788
3789 Automatic Linker Flags Module Flags Metadata
3790 --------------------------------------------
3791
3792 Some targets support embedding flags to the linker inside individual object
3793 files. Typically this is used in conjunction with language extensions which
3794 allow source files to explicitly declare the libraries they depend on, and have
3795 these automatically be transmitted to the linker via object files.
3796
3797 These flags are encoded in the IR using metadata in the module flags section,
3798 using the ``Linker Options`` key. The merge behavior for this flag is required
3799 to be ``AppendUnique``, and the value for the key is expected to be a metadata
3800 node which should be a list of other metadata nodes, each of which should be a
3801 list of metadata strings defining linker options.
3802
3803 For example, the following metadata section specifies two separate sets of
3804 linker options, presumably to link against ``libz`` and the ``Cocoa``
3805 framework::
3806
3807     !0 = !{ i32 6, !"Linker Options",
3808        !{
3809           !{ !"-lz" },
3810           !{ !"-framework", !"Cocoa" } } }
3811     !llvm.module.flags = !{ !0 }
3812
3813 The metadata encoding as lists of lists of options, as opposed to a collapsed
3814 list of options, is chosen so that the IR encoding can use multiple option
3815 strings to specify e.g., a single library, while still having that specifier be
3816 preserved as an atomic element that can be recognized by a target specific
3817 assembly writer or object file emitter.
3818
3819 Each individual option is required to be either a valid option for the target's
3820 linker, or an option that is reserved by the target specific assembly writer or
3821 object file emitter. No other aspect of these options is defined by the IR.
3822
3823 C type width Module Flags Metadata
3824 ----------------------------------
3825
3826 The ARM backend emits a section into each generated object file describing the
3827 options that it was compiled with (in a compiler-independent way) to prevent
3828 linking incompatible objects, and to allow automatic library selection. Some
3829 of these options are not visible at the IR level, namely wchar_t width and enum
3830 width.
3831
3832 To pass this information to the backend, these options are encoded in module
3833 flags metadata, using the following key-value pairs:
3834
3835 .. list-table::
3836    :header-rows: 1
3837    :widths: 30 70
3838
3839    * - Key
3840      - Value
3841
3842    * - short_wchar
3843      - * 0 --- sizeof(wchar_t) == 4
3844        * 1 --- sizeof(wchar_t) == 2
3845
3846    * - short_enum
3847      - * 0 --- Enums are at least as large as an ``int``.
3848        * 1 --- Enums are stored in the smallest integer type which can
3849          represent all of its values.
3850
3851 For example, the following metadata section specifies that the module was
3852 compiled with a ``wchar_t`` width of 4 bytes, and the underlying type of an
3853 enum is the smallest type which can represent all of its values::
3854
3855     !llvm.module.flags = !{!0, !1}
3856     !0 = !{i32 1, !"short_wchar", i32 1}
3857     !1 = !{i32 1, !"short_enum", i32 0}
3858
3859 .. _intrinsicglobalvariables:
3860
3861 Intrinsic Global Variables
3862 ==========================
3863
3864 LLVM has a number of "magic" global variables that contain data that
3865 affect code generation or other IR semantics. These are documented here.
3866 All globals of this sort should have a section specified as
3867 "``llvm.metadata``". This section and all globals that start with
3868 "``llvm.``" are reserved for use by LLVM.
3869
3870 .. _gv_llvmused:
3871
3872 The '``llvm.used``' Global Variable
3873 -----------------------------------
3874
3875 The ``@llvm.used`` global is an array which has
3876 :ref:`appending linkage <linkage_appending>`. This array contains a list of
3877 pointers to named global variables, functions and aliases which may optionally
3878 have a pointer cast formed of bitcast or getelementptr. For example, a legal
3879 use of it is:
3880
3881 .. code-block:: llvm
3882
3883     @X = global i8 4
3884     @Y = global i32 123
3885
3886     @llvm.used = appending global [2 x i8*] [
3887        i8* @X,
3888        i8* bitcast (i32* @Y to i8*)
3889     ], section "llvm.metadata"
3890
3891 If a symbol appears in the ``@llvm.used`` list, then the compiler, assembler,
3892 and linker are required to treat the symbol as if there is a reference to the
3893 symbol that it cannot see (which is why they have to be named). For example, if
3894 a variable has internal linkage and no references other than that from the
3895 ``@llvm.used`` list, it cannot be deleted. This is commonly used to represent
3896 references from inline asms and other things the compiler cannot "see", and
3897 corresponds to "``attribute((used))``" in GNU C.
3898
3899 On some targets, the code generator must emit a directive to the
3900 assembler or object file to prevent the assembler and linker from
3901 molesting the symbol.
3902
3903 .. _gv_llvmcompilerused:
3904
3905 The '``llvm.compiler.used``' Global Variable
3906 --------------------------------------------
3907
3908 The ``@llvm.compiler.used`` directive is the same as the ``@llvm.used``
3909 directive, except that it only prevents the compiler from touching the
3910 symbol. On targets that support it, this allows an intelligent linker to
3911 optimize references to the symbol without being impeded as it would be
3912 by ``@llvm.used``.
3913
3914 This is a rare construct that should only be used in rare circumstances,
3915 and should not be exposed to source languages.
3916
3917 .. _gv_llvmglobalctors:
3918
3919 The '``llvm.global_ctors``' Global Variable
3920 -------------------------------------------
3921
3922 .. code-block:: llvm
3923
3924     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
3925     @llvm.global_ctors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @ctor, i8* @data }]
3926
3927 The ``@llvm.global_ctors`` array contains a list of constructor
3928 functions, priorities, and an optional associated global or function.
3929 The functions referenced by this array will be called in ascending order
3930 of priority (i.e. lowest first) when the module is loaded. The order of
3931 functions with the same priority is not defined.
3932
3933 If the third field is present, non-null, and points to a global variable
3934 or function, the initializer function will only run if the associated
3935 data from the current module is not discarded.
3936
3937 .. _llvmglobaldtors:
3938
3939 The '``llvm.global_dtors``' Global Variable
3940 -------------------------------------------
3941
3942 .. code-block:: llvm
3943
3944     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
3945     @llvm.global_dtors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @dtor, i8* @data }]
3946
3947 The ``@llvm.global_dtors`` array contains a list of destructor
3948 functions, priorities, and an optional associated global or function.
3949 The functions referenced by this array will be called in descending
3950 order of priority (i.e. highest first) when the module is unloaded. The
3951 order of functions with the same priority is not defined.
3952
3953 If the third field is present, non-null, and points to a global variable
3954 or function, the destructor function will only run if the associated
3955 data from the current module is not discarded.
3956
3957 Instruction Reference
3958 =====================
3959
3960 The LLVM instruction set consists of several different classifications
3961 of instructions: :ref:`terminator instructions <terminators>`, :ref:`binary
3962 instructions <binaryops>`, :ref:`bitwise binary
3963 instructions <bitwiseops>`, :ref:`memory instructions <memoryops>`, and
3964 :ref:`other instructions <otherops>`.
3965
3966 .. _terminators:
3967
3968 Terminator Instructions
3969 -----------------------
3970
3971 As mentioned :ref:`previously <functionstructure>`, every basic block in a
3972 program ends with a "Terminator" instruction, which indicates which
3973 block should be executed after the current block is finished. These
3974 terminator instructions typically yield a '``void``' value: they produce
3975 control flow, not values (the one exception being the
3976 ':ref:`invoke <i_invoke>`' instruction).
3977
3978 The terminator instructions are: ':ref:`ret <i_ret>`',
3979 ':ref:`br <i_br>`', ':ref:`switch <i_switch>`',
3980 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`', ':ref:`invoke <i_invoke>`',
3981 ':ref:`resume <i_resume>`', and ':ref:`unreachable <i_unreachable>`'.
3982
3983 .. _i_ret:
3984
3985 '``ret``' Instruction
3986 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3987
3988 Syntax:
3989 """""""
3990
3991 ::
3992
3993       ret <type> <value>       ; Return a value from a non-void function
3994       ret void                 ; Return from void function
3995
3996 Overview:
3997 """""""""
3998
3999 The '``ret``' instruction is used to return control flow (and optionally
4000 a value) from a function back to the caller.
4001
4002 There are two forms of the '``ret``' instruction: one that returns a
4003 value and then causes control flow, and one that just causes control
4004 flow to occur.
4005
4006 Arguments:
4007 """"""""""
4008
4009 The '``ret``' instruction optionally accepts a single argument, the
4010 return value. The type of the return value must be a ':ref:`first
4011 class <t_firstclass>`' type.
4012
4013 A function is not :ref:`well formed <wellformed>` if it it has a non-void
4014 return type and contains a '``ret``' instruction with no return value or
4015 a return value with a type that does not match its type, or if it has a
4016 void return type and contains a '``ret``' instruction with a return
4017 value.
4018
4019 Semantics:
4020 """"""""""
4021
4022 When the '``ret``' instruction is executed, control flow returns back to
4023 the calling function's context. If the caller is a
4024 ":ref:`call <i_call>`" instruction, execution continues at the
4025 instruction after the call. If the caller was an
4026 ":ref:`invoke <i_invoke>`" instruction, execution continues at the
4027 beginning of the "normal" destination block. If the instruction returns
4028 a value, that value shall set the call or invoke instruction's return
4029 value.
4030
4031 Example:
4032 """"""""
4033
4034 .. code-block:: llvm
4035
4036       ret i32 5                       ; Return an integer value of 5
4037       ret void                        ; Return from a void function
4038       ret { i32, i8 } { i32 4, i8 2 } ; Return a struct of values 4 and 2
4039
4040 .. _i_br:
4041
4042 '``br``' Instruction
4043 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4044
4045 Syntax:
4046 """""""
4047
4048 ::
4049
4050       br i1 <cond>, label <iftrue>, label <iffalse>
4051       br label <dest>          ; Unconditional branch
4052
4053 Overview:
4054 """""""""
4055
4056 The '``br``' instruction is used to cause control flow to transfer to a
4057 different basic block in the current function. There are two forms of
4058 this instruction, corresponding to a conditional branch and an
4059 unconditional branch.
4060
4061 Arguments:
4062 """"""""""
4063
4064 The conditional branch form of the '``br``' instruction takes a single
4065 '``i1``' value and two '``label``' values. The unconditional form of the
4066 '``br``' instruction takes a single '``label``' value as a target.
4067
4068 Semantics:
4069 """"""""""
4070
4071 Upon execution of a conditional '``br``' instruction, the '``i1``'
4072 argument is evaluated. If the value is ``true``, control flows to the
4073 '``iftrue``' ``label`` argument. If "cond" is ``false``, control flows
4074 to the '``iffalse``' ``label`` argument.
4075
4076 Example:
4077 """"""""
4078
4079 .. code-block:: llvm
4080
4081     Test:
4082       %cond = icmp eq i32 %a, %b
4083       br i1 %cond, label %IfEqual, label %IfUnequal
4084     IfEqual:
4085       ret i32 1
4086     IfUnequal:
4087       ret i32 0
4088
4089 .. _i_switch:
4090
4091 '``switch``' Instruction
4092 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4093
4094 Syntax:
4095 """""""
4096
4097 ::
4098
4099       switch <intty> <value>, label <defaultdest> [ <intty> <val>, label <dest> ... ]
4100
4101 Overview:
4102 """""""""
4103
4104 The '``switch``' instruction is used to transfer control flow to one of
4105 several different places. It is a generalization of the '``br``'
4106 instruction, allowing a branch to occur to one of many possible
4107 destinations.
4108
4109 Arguments:
4110 """"""""""
4111
4112 The '``switch``' instruction uses three parameters: an integer
4113 comparison value '``value``', a default '``label``' destination, and an
4114 array of pairs of comparison value constants and '``label``'s. The table
4115 is not allowed to contain duplicate constant entries.
4116
4117 Semantics:
4118 """"""""""
4119
4120 The ``switch`` instruction specifies a table of values and destinations.
4121 When the '``switch``' instruction is executed, this table is searched
4122 for the given value. If the value is found, control flow is transferred
4123 to the corresponding destination; otherwise, control flow is transferred
4124 to the default destination.
4125
4126 Implementation:
4127 """""""""""""""
4128
4129 Depending on properties of the target machine and the particular
4130 ``switch`` instruction, this instruction may be code generated in
4131 different ways. For example, it could be generated as a series of
4132 chained conditional branches or with a lookup table.
4133
4134 Example:
4135 """"""""
4136
4137 .. code-block:: llvm
4138
4139      ; Emulate a conditional br instruction
4140      %Val = zext i1 %value to i32
4141      switch i32 %Val, label %truedest [ i32 0, label %falsedest ]
4142
4143      ; Emulate an unconditional br instruction
4144      switch i32 0, label %dest [ ]
4145
4146      ; Implement a jump table:
4147      switch i32 %val, label %otherwise [ i32 0, label %onzero
4148                                          i32 1, label %onone
4149                                          i32 2, label %ontwo ]
4150
4151 .. _i_indirectbr:
4152
4153 '``indirectbr``' Instruction
4154 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4155
4156 Syntax:
4157 """""""
4158
4159 ::
4160
4161       indirectbr <somety>* <address>, [ label <dest1>, label <dest2>, ... ]
4162
4163 Overview:
4164 """""""""
4165
4166 The '``indirectbr``' instruction implements an indirect branch to a
4167 label within the current function, whose address is specified by
4168 "``address``". Address must be derived from a
4169 :ref:`blockaddress <blockaddress>` constant.
4170
4171 Arguments:
4172 """"""""""
4173
4174 The '``address``' argument is the address of the label to jump to. The
4175 rest of the arguments indicate the full set of possible destinations
4176 that the address may point to. Blocks are allowed to occur multiple
4177 times in the destination list, though this isn't particularly useful.
4178
4179 This destination list is required so that dataflow analysis has an
4180 accurate understanding of the CFG.
4181
4182 Semantics:
4183 """"""""""
4184
4185 Control transfers to the block specified in the address argument. All
4186 possible destination blocks must be listed in the label list, otherwise
4187 this instruction has undefined behavior. This implies that jumps to
4188 labels defined in other functions have undefined behavior as well.
4189
4190 Implementation:
4191 """""""""""""""
4192
4193 This is typically implemented with a jump through a register.
4194
4195 Example:
4196 """"""""
4197
4198 .. code-block:: llvm
4199
4200      indirectbr i8* %Addr, [ label %bb1, label %bb2, label %bb3 ]
4201
4202 .. _i_invoke:
4203
4204 '``invoke``' Instruction
4205 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4206
4207 Syntax:
4208 """""""
4209
4210 ::
4211
4212       <result> = invoke [cconv] [ret attrs] <ptr to function ty> <function ptr val>(<function args>) [fn attrs]
4213                     to label <normal label> unwind label <exception label>
4214
4215 Overview:
4216 """""""""
4217
4218 The '``invoke``' instruction causes control to transfer to a specified
4219 function, with the possibility of control flow transfer to either the
4220 '``normal``' label or the '``exception``' label. If the callee function
4221 returns with the "``ret``" instruction, control flow will return to the
4222 "normal" label. If the callee (or any indirect callees) returns via the
4223 ":ref:`resume <i_resume>`" instruction or other exception handling
4224 mechanism, control is interrupted and continued at the dynamically
4225 nearest "exception" label.
4226
4227 The '``exception``' label is a `landing
4228 pad <ExceptionHandling.html#overview>`_ for the exception. As such,
4229 '``exception``' label is required to have the
4230 ":ref:`landingpad <i_landingpad>`" instruction, which contains the
4231 information about the behavior of the program after unwinding happens,
4232 as its first non-PHI instruction. The restrictions on the
4233 "``landingpad``" instruction's tightly couples it to the "``invoke``"
4234 instruction, so that the important information contained within the
4235 "``landingpad``" instruction can't be lost through normal code motion.
4236
4237 Arguments:
4238 """"""""""
4239
4240 This instruction requires several arguments:
4241
4242 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
4243    convention <callingconv>` the call should use. If none is
4244    specified, the call defaults to using C calling conventions.
4245 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
4246    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
4247    are valid here.
4248 #. '``ptr to function ty``': shall be the signature of the pointer to
4249    function value being invoked. In most cases, this is a direct
4250    function invocation, but indirect ``invoke``'s are just as possible,
4251    branching off an arbitrary pointer to function value.
4252 #. '``function ptr val``': An LLVM value containing a pointer to a
4253    function to be invoked.
4254 #. '``function args``': argument list whose types match the function
4255    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
4256    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
4257    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
4258    extra arguments can be specified.
4259 #. '``normal label``': the label reached when the called function
4260    executes a '``ret``' instruction.
4261 #. '``exception label``': the label reached when a callee returns via
4262    the :ref:`resume <i_resume>` instruction or other exception handling
4263    mechanism.
4264 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list. Only
4265    '``noreturn``', '``nounwind``', '``readonly``' and '``readnone``'
4266    attributes are valid here.
4267
4268 Semantics:
4269 """"""""""
4270
4271 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
4272 instruction in most regards. The primary difference is that it
4273 establishes an association with a label, which is used by the runtime
4274 library to unwind the stack.
4275
4276 This instruction is used in languages with destructors to ensure that
4277 proper cleanup is performed in the case of either a ``longjmp`` or a
4278 thrown exception. Additionally, this is important for implementation of
4279 '``catch``' clauses in high-level languages that support them.
4280
4281 For the purposes of the SSA form, the definition of the value returned
4282 by the '``invoke``' instruction is deemed to occur on the edge from the
4283 current block to the "normal" label. If the callee unwinds then no
4284 return value is available.
4285
4286 Example:
4287 """"""""
4288
4289 .. code-block:: llvm
4290
4291       %retval = invoke i32 @Test(i32 15) to label %Continue
4292                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
4293       %retval = invoke coldcc i32 %Testfnptr(i32 15) to label %Continue
4294                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
4295
4296 .. _i_resume:
4297
4298 '``resume``' Instruction
4299 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4300
4301 Syntax:
4302 """""""
4303
4304 ::
4305
4306       resume <type> <value>
4307
4308 Overview:
4309 """""""""
4310
4311 The '``resume``' instruction is a terminator instruction that has no
4312 successors.
4313
4314 Arguments:
4315 """"""""""
4316
4317 The '``resume``' instruction requires one argument, which must have the
4318 same type as the result of any '``landingpad``' instruction in the same
4319 function.
4320
4321 Semantics:
4322 """"""""""
4323
4324 The '``resume``' instruction resumes propagation of an existing
4325 (in-flight) exception whose unwinding was interrupted with a
4326 :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction.
4327
4328 Example:
4329 """"""""
4330
4331 .. code-block:: llvm
4332
4333       resume { i8*, i32 } %exn
4334
4335 .. _i_unreachable:
4336
4337 '``unreachable``' Instruction
4338 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4339
4340 Syntax:
4341 """""""
4342
4343 ::
4344
4345       unreachable
4346
4347 Overview:
4348 """""""""
4349
4350 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics. This
4351 instruction is used to inform the optimizer that a particular portion of
4352 the code is not reachable. This can be used to indicate that the code
4353 after a no-return function cannot be reached, and other facts.
4354
4355 Semantics:
4356 """"""""""
4357
4358 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics.
4359
4360 .. _binaryops:
4361
4362 Binary Operations
4363 -----------------
4364
4365 Binary operators are used to do most of the computation in a program.
4366 They require two operands of the same type, execute an operation on
4367 them, and produce a single value. The operands might represent multiple
4368 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
4369 result value has the same type as its operands.
4370
4371 There are several different binary operators:
4372
4373 .. _i_add:
4374
4375 '``add``' Instruction
4376 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4377
4378 Syntax:
4379 """""""
4380
4381 ::
4382
4383       <result> = add <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
4384       <result> = add nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4385       <result> = add nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4386       <result> = add nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
4387
4388 Overview:
4389 """""""""
4390
4391 The '``add``' instruction returns the sum of its two operands.
4392
4393 Arguments:
4394 """"""""""
4395
4396 The two arguments to the '``add``' instruction must be
4397 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4398 arguments must have identical types.
4399
4400 Semantics:
4401 """"""""""
4402
4403 The value produced is the integer sum of the two operands.
4404
4405 If the sum has unsigned overflow, the result returned is the
4406 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
4407 the result.
4408
4409 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
4410 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
4411
4412 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
4413 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
4414 result value of the ``add`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
4415 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
4416
4417 Example:
4418 """"""""
4419
4420 .. code-block:: llvm
4421
4422       <result> = add i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 + %var
4423
4424 .. _i_fadd:
4425
4426 '``fadd``' Instruction
4427 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4428
4429 Syntax:
4430 """""""
4431
4432 ::
4433
4434       <result> = fadd [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4435
4436 Overview:
4437 """""""""
4438
4439 The '``fadd``' instruction returns the sum of its two operands.
4440
4441 Arguments:
4442 """"""""""
4443
4444 The two arguments to the '``fadd``' instruction must be :ref:`floating
4445 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4446 Both arguments must have identical types.
4447
4448 Semantics:
4449 """"""""""
4450
4451 The value produced is the floating point sum of the two operands. This
4452 instruction can also take any number of :ref:`fast-math flags <fastmath>`,
4453 which are optimization hints to enable otherwise unsafe floating point
4454 optimizations:
4455
4456 Example:
4457 """"""""
4458
4459 .. code-block:: llvm
4460
4461       <result> = fadd float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 + %var
4462
4463 '``sub``' Instruction
4464 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4465
4466 Syntax:
4467 """""""
4468
4469 ::
4470
4471       <result> = sub <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
4472       <result> = sub nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4473       <result> = sub nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4474       <result> = sub nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
4475
4476 Overview:
4477 """""""""
4478
4479 The '``sub``' instruction returns the difference of its two operands.
4480
4481 Note that the '``sub``' instruction is used to represent the '``neg``'
4482 instruction present in most other intermediate representations.
4483
4484 Arguments:
4485 """"""""""
4486
4487 The two arguments to the '``sub``' instruction must be
4488 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4489 arguments must have identical types.
4490
4491 Semantics:
4492 """"""""""
4493
4494 The value produced is the integer difference of the two operands.
4495
4496 If the difference has unsigned overflow, the result returned is the
4497 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
4498 the result.
4499
4500 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
4501 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
4502
4503 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
4504 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
4505 result value of the ``sub`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
4506 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
4507
4508 Example:
4509 """"""""
4510
4511 .. code-block:: llvm
4512
4513       <result> = sub i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 - %var
4514       <result> = sub i32 0, %val          ; yields i32:result = -%var
4515
4516 .. _i_fsub:
4517
4518 '``fsub``' Instruction
4519 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4520
4521 Syntax:
4522 """""""
4523
4524 ::
4525
4526       <result> = fsub [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4527
4528 Overview:
4529 """""""""
4530
4531 The '``fsub``' instruction returns the difference of its two operands.
4532
4533 Note that the '``fsub``' instruction is used to represent the '``fneg``'
4534 instruction present in most other intermediate representations.
4535
4536 Arguments:
4537 """"""""""
4538
4539 The two arguments to the '``fsub``' instruction must be :ref:`floating
4540 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4541 Both arguments must have identical types.
4542
4543 Semantics:
4544 """"""""""
4545
4546 The value produced is the floating point difference of the two operands.
4547 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
4548 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
4549 unsafe floating point optimizations:
4550
4551 Example:
4552 """"""""
4553
4554 .. code-block:: llvm
4555
4556       <result> = fsub float 4.0, %var           ; yields float:result = 4.0 - %var
4557       <result> = fsub float -0.0, %val          ; yields float:result = -%var
4558
4559 '``mul``' Instruction
4560 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4561
4562 Syntax:
4563 """""""
4564
4565 ::
4566
4567       <result> = mul <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
4568       <result> = mul nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4569       <result> = mul nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4570       <result> = mul nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
4571
4572 Overview:
4573 """""""""
4574
4575 The '``mul``' instruction returns the product of its two operands.
4576
4577 Arguments:
4578 """"""""""
4579
4580 The two arguments to the '``mul``' instruction must be
4581 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4582 arguments must have identical types.
4583
4584 Semantics:
4585 """"""""""
4586
4587 The value produced is the integer product of the two operands.
4588
4589 If the result of the multiplication has unsigned overflow, the result
4590 returned is the mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the
4591 bit width of the result.
4592
4593 Because LLVM integers use a two's complement representation, and the
4594 result is the same width as the operands, this instruction returns the
4595 correct result for both signed and unsigned integers. If a full product
4596 (e.g. ``i32`` * ``i32`` -> ``i64``) is needed, the operands should be
4597 sign-extended or zero-extended as appropriate to the width of the full
4598 product.
4599
4600 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
4601 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
4602 result value of the ``mul`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
4603 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
4604
4605 Example:
4606 """"""""
4607
4608 .. code-block:: llvm
4609
4610       <result> = mul i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 * %var
4611
4612 .. _i_fmul:
4613
4614 '``fmul``' Instruction
4615 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4616
4617 Syntax:
4618 """""""
4619
4620 ::
4621
4622       <result> = fmul [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4623
4624 Overview:
4625 """""""""
4626
4627 The '``fmul``' instruction returns the product of its two operands.
4628
4629 Arguments:
4630 """"""""""
4631
4632 The two arguments to the '``fmul``' instruction must be :ref:`floating
4633 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4634 Both arguments must have identical types.
4635
4636 Semantics:
4637 """"""""""
4638
4639 The value produced is the floating point product of the two operands.
4640 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
4641 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
4642 unsafe floating point optimizations:
4643
4644 Example:
4645 """"""""
4646
4647 .. code-block:: llvm
4648
4649       <result> = fmul float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 * %var
4650
4651 '``udiv``' Instruction
4652 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4653
4654 Syntax:
4655 """""""
4656
4657 ::
4658
4659       <result> = udiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
4660       <result> = udiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4661
4662 Overview:
4663 """""""""
4664
4665 The '``udiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
4666
4667 Arguments:
4668 """"""""""
4669
4670 The two arguments to the '``udiv``' instruction must be
4671 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4672 arguments must have identical types.
4673
4674 Semantics:
4675 """"""""""
4676
4677 The value produced is the unsigned integer quotient of the two operands.
4678
4679 Note that unsigned integer division and signed integer division are
4680 distinct operations; for signed integer division, use '``sdiv``'.
4681
4682 Division by zero leads to undefined behavior.
4683
4684 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``udiv`` is
4685 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if %op1 is not a multiple of %op2 (as
4686 such, "((a udiv exact b) mul b) == a").
4687
4688 Example:
4689 """"""""
4690
4691 .. code-block:: llvm
4692
4693       <result> = udiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
4694
4695 '``sdiv``' Instruction
4696 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4697
4698 Syntax:
4699 """""""
4700
4701 ::
4702
4703       <result> = sdiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
4704       <result> = sdiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4705
4706 Overview:
4707 """""""""
4708
4709 The '``sdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
4710
4711 Arguments:
4712 """"""""""
4713
4714 The two arguments to the '``sdiv``' instruction must be
4715 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4716 arguments must have identical types.
4717
4718 Semantics:
4719 """"""""""
4720
4721 The value produced is the signed integer quotient of the two operands
4722 rounded towards zero.
4723
4724 Note that signed integer division and unsigned integer division are
4725 distinct operations; for unsigned integer division, use '``udiv``'.
4726
4727 Division by zero leads to undefined behavior. Overflow also leads to
4728 undefined behavior; this is a rare case, but can occur, for example, by
4729 doing a 32-bit division of -2147483648 by -1.
4730
4731 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``sdiv`` is
4732 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the result would be rounded.
4733
4734 Example:
4735 """"""""
4736
4737 .. code-block:: llvm
4738
4739       <result> = sdiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
4740
4741 .. _i_fdiv:
4742
4743 '``fdiv``' Instruction
4744 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4745
4746 Syntax:
4747 """""""
4748
4749 ::
4750
4751       <result> = fdiv [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4752
4753 Overview:
4754 """""""""
4755
4756 The '``fdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
4757
4758 Arguments:
4759 """"""""""
4760
4761 The two arguments to the '``fdiv``' instruction must be :ref:`floating
4762 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4763 Both arguments must have identical types.
4764
4765 Semantics:
4766 """"""""""
4767
4768 The value produced is the floating point quotient of the two operands.
4769 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
4770 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
4771 unsafe floating point optimizations:
4772
4773 Example:
4774 """"""""
4775
4776 .. code-block:: llvm
4777
4778       <result> = fdiv float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 / %var
4779
4780 '``urem``' Instruction
4781 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4782
4783 Syntax:
4784 """""""
4785
4786 ::
4787
4788       <result> = urem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4789
4790 Overview:
4791 """""""""
4792
4793 The '``urem``' instruction returns the remainder from the unsigned
4794 division of its two arguments.
4795
4796 Arguments:
4797 """"""""""
4798
4799 The two arguments to the '``urem``' instruction must be
4800 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4801 arguments must have identical types.
4802
4803 Semantics:
4804 """"""""""
4805
4806 This instruction returns the unsigned integer *remainder* of a division.
4807 This instruction always performs an unsigned division to get the
4808 remainder.
4809
4810 Note that unsigned integer remainder and signed integer remainder are
4811 distinct operations; for signed integer remainder, use '``srem``'.
4812
4813 Taking the remainder of a division by zero leads to undefined behavior.
4814
4815 Example:
4816 """"""""
4817
4818 .. code-block:: llvm
4819
4820       <result> = urem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
4821
4822 '``srem``' Instruction
4823 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4824
4825 Syntax:
4826 """""""
4827
4828 ::
4829
4830       <result> = srem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4831
4832 Overview:
4833 """""""""
4834
4835 The '``srem``' instruction returns the remainder from the signed
4836 division of its two operands. This instruction can also take
4837 :ref:`vector <t_vector>` versions of the values in which case the elements
4838 must be integers.
4839
4840 Arguments:
4841 """"""""""
4842
4843 The two arguments to the '``srem``' instruction must be
4844 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4845 arguments must have identical types.
4846
4847 Semantics:
4848 """"""""""
4849
4850 This instruction returns the *remainder* of a division (where the result
4851 is either zero or has the same sign as the dividend, ``op1``), not the
4852 *modulo* operator (where the result is either zero or has the same sign
4853 as the divisor, ``op2``) of a value. For more information about the
4854 difference, see `The Math
4855 Forum <http://mathforum.org/dr.math/problems/anne.4.28.99.html>`_. For a
4856 table of how this is implemented in various languages, please see
4857 `Wikipedia: modulo
4858 operation <http://en.wikipedia.org/wiki/Modulo_operation>`_.
4859
4860 Note that signed integer remainder and unsigned integer remainder are
4861 distinct operations; for unsigned integer remainder, use '``urem``'.
4862
4863 Taking the remainder of a division by zero leads to undefined behavior.
4864 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
4865 occur, for example, by taking the remainder of a 32-bit division of
4866 -2147483648 by -1. (The remainder doesn't actually overflow, but this
4867 rule lets srem be implemented using instructions that return both the
4868 result of the division and the remainder.)
4869
4870 Example:
4871 """"""""
4872
4873 .. code-block:: llvm
4874
4875       <result> = srem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
4876
4877 .. _i_frem:
4878
4879 '``frem``' Instruction
4880 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4881
4882 Syntax:
4883 """""""
4884
4885 ::
4886
4887       <result> = frem [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4888
4889 Overview:
4890 """""""""
4891
4892 The '``frem``' instruction returns the remainder from the division of
4893 its two operands.
4894
4895 Arguments:
4896 """"""""""
4897
4898 The two arguments to the '``frem``' instruction must be :ref:`floating
4899 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4900 Both arguments must have identical types.
4901
4902 Semantics:
4903 """"""""""
4904
4905 This instruction returns the *remainder* of a division. The remainder
4906 has the same sign as the dividend. This instruction can also take any
4907 number of :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints
4908 to enable otherwise unsafe floating point optimizations:
4909
4910 Example:
4911 """"""""
4912
4913 .. code-block:: llvm
4914
4915       <result> = frem float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 % %var
4916
4917 .. _bitwiseops:
4918
4919 Bitwise Binary Operations
4920 -------------------------
4921
4922 Bitwise binary operators are used to do various forms of bit-twiddling
4923 in a program. They are generally very efficient instructions and can
4924 commonly be strength reduced from other instructions. They require two
4925 operands of the same type, execute an operation on them, and produce a
4926 single value. The resulting value is the same type as its operands.
4927
4928 '``shl``' Instruction
4929 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4930
4931 Syntax:
4932 """""""
4933
4934 ::
4935
4936       <result> = shl <ty> <op1>, <op2>           ; yields ty:result
4937       <result> = shl nuw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
4938       <result> = shl nsw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
4939       <result> = shl nuw nsw <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4940
4941 Overview:
4942 """""""""
4943
4944 The '``shl``' instruction returns the first operand shifted to the left
4945 a specified number of bits.
4946
4947 Arguments:
4948 """"""""""
4949
4950 Both arguments to the '``shl``' instruction must be the same
4951 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
4952 '``op2``' is treated as an unsigned value.
4953
4954 Semantics:
4955 """"""""""
4956
4957 The value produced is ``op1`` \* 2\ :sup:`op2` mod 2\ :sup:`n`,
4958 where ``n`` is the width of the result. If ``op2`` is (statically or
4959 dynamically) negative or equal to or larger than the number of bits in
4960 ``op1``, the result is undefined. If the arguments are vectors, each
4961 vector element of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount
4962 in ``op2``.
4963
4964 If the ``nuw`` keyword is present, then the shift produces a :ref:`poison
4965 value <poisonvalues>` if it shifts out any non-zero bits. If the
4966 ``nsw`` keyword is present, then the shift produces a :ref:`poison
4967 value <poisonvalues>` if it shifts out any bits that disagree with the
4968 resultant sign bit. As such, NUW/NSW have the same semantics as they
4969 would if the shift were expressed as a mul instruction with the same
4970 nsw/nuw bits in (mul %op1, (shl 1, %op2)).
4971
4972 Example:
4973 """"""""
4974
4975 .. code-block:: llvm
4976
4977       <result> = shl i32 4, %var   ; yields i32: 4 << %var
4978       <result> = shl i32 4, 2      ; yields i32: 16
4979       <result> = shl i32 1, 10     ; yields i32: 1024
4980       <result> = shl i32 1, 32     ; undefined
4981       <result> = shl <2 x i32> < i32 1, i32 1>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 2, i32 4>
4982
4983 '``lshr``' Instruction
4984 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4985
4986 Syntax:
4987 """""""
4988
4989 ::
4990
4991       <result> = lshr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
4992       <result> = lshr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4993
4994 Overview:
4995 """""""""
4996
4997 The '``lshr``' instruction (logical shift right) returns the first
4998 operand shifted to the right a specified number of bits with zero fill.
4999
5000 Arguments:
5001 """"""""""
5002
5003 Both arguments to the '``lshr``' instruction must be the same
5004 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
5005 '``op2``' is treated as an unsigned value.
5006
5007 Semantics:
5008 """"""""""
5009
5010 This instruction always performs a logical shift right operation. The
5011 most significant bits of the result will be filled with zero bits after
5012 the shift. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
5013 than the number of bits in ``op1``, the result is undefined. If the
5014 arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted by the
5015 corresponding shift amount in ``op2``.
5016
5017 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``lshr`` is
5018 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if any of the bits shifted out are
5019 non-zero.
5020
5021 Example:
5022 """"""""
5023
5024 .. code-block:: llvm
5025
5026       <result> = lshr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
5027       <result> = lshr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
5028       <result> = lshr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
5029       <result> = lshr i8 -2, 1   ; yields i8:result = 0x7F
5030       <result> = lshr i32 1, 32  ; undefined
5031       <result> = lshr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 0x7FFFFFFF, i32 1>
5032
5033 '``ashr``' Instruction
5034 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5035
5036 Syntax:
5037 """""""
5038
5039 ::
5040
5041       <result> = ashr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
5042       <result> = ashr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
5043
5044 Overview:
5045 """""""""
5046
5047 The '``ashr``' instruction (arithmetic shift right) returns the first
5048 operand shifted to the right a specified number of bits with sign
5049 extension.
5050
5051 Arguments:
5052 """"""""""
5053
5054 Both arguments to the '``ashr``' instruction must be the same
5055 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
5056 '``op2``' is treated as an unsigned value.
5057
5058 Semantics:
5059 """"""""""
5060
5061 This instruction always performs an arithmetic shift right operation,
5062 The most significant bits of the result will be filled with the sign bit
5063 of ``op1``. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
5064 than the number of bits in ``op1``, the result is undefined. If the
5065 arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted by the
5066 corresponding shift amount in ``op2``.
5067
5068 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``ashr`` is
5069 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if any of the bits shifted out are
5070 non-zero.
5071
5072 Example:
5073 """"""""
5074
5075 .. code-block:: llvm
5076
5077       <result> = ashr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
5078       <result> = ashr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
5079       <result> = ashr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
5080       <result> = ashr i8 -2, 1   ; yields i8:result = -1
5081       <result> = ashr i32 1, 32  ; undefined
5082       <result> = ashr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 3>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 -1, i32 0>
5083
5084 '``and``' Instruction
5085 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5086
5087 Syntax:
5088 """""""
5089
5090 ::
5091
5092       <result> = and <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
5093
5094 Overview:
5095 """""""""
5096
5097 The '``and``' instruction returns the bitwise logical and of its two
5098 operands.
5099
5100 Arguments:
5101 """"""""""
5102
5103 The two arguments to the '``and``' instruction must be
5104 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
5105 arguments must have identical types.
5106
5107 Semantics:
5108 """"""""""
5109
5110 The truth table used for the '``and``' instruction is:
5111
5112 +-----+-----+-----+
5113 | In0 | In1 | Out |
5114 +-----+-----+-----+
5115 |   0 |   0 |   0 |
5116 +-----+-----+-----+
5117 |   0 |   1 |   0 |
5118 +-----+-----+-----+
5119 |   1 |   0 |   0 |
5120 +-----+-----+-----+
5121 |   1 |   1 |   1 |
5122 +-----+-----+-----+
5123
5124 Example:
5125 """"""""
5126
5127 .. code-block:: llvm
5128
5129       <result> = and i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 & %var
5130       <result> = and i32 15, 40          ; yields i32:result = 8
5131       <result> = and i32 4, 8            ; yields i32:result = 0
5132
5133 '``or``' Instruction
5134 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5135
5136 Syntax:
5137 """""""
5138
5139 ::
5140
5141       <result> = or <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
5142
5143 Overview:
5144 """""""""
5145
5146 The '``or``' instruction returns the bitwise logical inclusive or of its
5147 two operands.
5148
5149 Arguments:
5150 """"""""""
5151
5152 The two arguments to the '``or``' instruction must be
5153 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
5154 arguments must have identical types.
5155
5156 Semantics:
5157 """"""""""
5158
5159 The truth table used for the '``or``' instruction is:
5160
5161 +-----+-----+-----+
5162 | In0 | In1 | Out |
5163 +-----+-----+-----+
5164 |   0 |   0 |   0 |
5165 +-----+-----+-----+
5166 |   0 |   1 |   1 |
5167 +-----+-----+-----+
5168 |   1 |   0 |   1 |
5169 +-----+-----+-----+
5170 |   1 |   1 |   1 |
5171 +-----+-----+-----+
5172
5173 Example:
5174 """"""""
5175
5176 ::
5177
5178       <result> = or i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 | %var
5179       <result> = or i32 15, 40          ; yields i32:result = 47
5180       <result> = or i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
5181
5182 '``xor``' Instruction
5183 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5184
5185 Syntax:
5186 """""""
5187
5188 ::
5189
5190       <result> = xor <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
5191
5192 Overview:
5193 """""""""
5194
5195 The '``xor``' instruction returns the bitwise logical exclusive or of
5196 its two operands. The ``xor`` is used to implement the "one's
5197 complement" operation, which is the "~" operator in C.
5198
5199 Arguments:
5200 """"""""""
5201
5202 The two arguments to the '``xor``' instruction must be
5203 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
5204 arguments must have identical types.
5205
5206 Semantics:
5207 """"""""""
5208
5209 The truth table used for the '``xor``' instruction is:
5210
5211 +-----+-----+-----+
5212 | In0 | In1 | Out |
5213 +-----+-----+-----+
5214 |   0 |   0 |   0 |
5215 +-----+-----+-----+
5216 |   0 |   1 |   1 |
5217 +-----+-----+-----+
5218 |   1 |   0 |   1 |
5219 +-----+-----+-----+
5220 |   1 |   1 |   0 |
5221 +-----+-----+-----+
5222
5223 Example:
5224 """"""""
5225
5226 .. code-block:: llvm
5227
5228       <result> = xor i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 ^ %var
5229       <result> = xor i32 15, 40          ; yields i32:result = 39
5230       <result> = xor i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
5231       <result> = xor i32 %V, -1          ; yields i32:result = ~%V
5232
5233 Vector Operations
5234 -----------------
5235
5236 LLVM supports several instructions to represent vector operations in a
5237 target-independent manner. These instructions cover the element-access
5238 and vector-specific operations needed to process vectors effectively.
5239 While LLVM does directly support these vector operations, many
5240 sophisticated algorithms will want to use target-specific intrinsics to
5241 take full advantage of a specific target.
5242
5243 .. _i_extractelement:
5244
5245 '``extractelement``' Instruction
5246 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5247
5248 Syntax:
5249 """""""
5250
5251 ::
5252
5253       <result> = extractelement <n x <ty>> <val>, <ty2> <idx>  ; yields <ty>
5254
5255 Overview:
5256 """""""""
5257
5258 The '``extractelement``' instruction extracts a single scalar element
5259 from a vector at a specified index.
5260
5261 Arguments:
5262 """"""""""
5263
5264 The first operand of an '``extractelement``' instruction is a value of
5265 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is an index indicating
5266 the position from which to extract the element. The index may be a
5267 variable of any integer type.
5268
5269 Semantics:
5270 """"""""""
5271
5272 The result is a scalar of the same type as the element type of ``val``.
5273 Its value is the value at position ``idx`` of ``val``. If ``idx``
5274 exceeds the length of ``val``, the results are undefined.
5275
5276 Example:
5277 """"""""
5278
5279 .. code-block:: llvm
5280
5281       <result> = extractelement <4 x i32> %vec, i32 0    ; yields i32
5282
5283 .. _i_insertelement:
5284
5285 '``insertelement``' Instruction
5286 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5287
5288 Syntax:
5289 """""""
5290
5291 ::
5292
5293       <result> = insertelement <n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, <ty2> <idx>    ; yields <n x <ty>>
5294
5295 Overview:
5296 """""""""
5297
5298 The '``insertelement``' instruction inserts a scalar element into a
5299 vector at a specified index.
5300
5301 Arguments:
5302 """"""""""
5303
5304 The first operand of an '``insertelement``' instruction is a value of
5305 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is a scalar value whose
5306 type must equal the element type of the first operand. The third operand
5307 is an index indicating the position at which to insert the value. The
5308 index may be a variable of any integer type.
5309
5310 Semantics:
5311 """"""""""
5312
5313 The result is a vector of the same type as ``val``. Its element values
5314 are those of ``val`` except at position ``idx``, where it gets the value
5315 ``elt``. If ``idx`` exceeds the length of ``val``, the results are
5316 undefined.
5317
5318 Example:
5319 """"""""
5320
5321 .. code-block:: llvm
5322
5323       <result> = insertelement <4 x i32> %vec, i32 1, i32 0    ; yields <4 x i32>
5324
5325 .. _i_shufflevector:
5326
5327 '``shufflevector``' Instruction
5328 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5329
5330 Syntax:
5331 """""""
5332
5333 ::
5334
5335       <result> = shufflevector <n x <ty>> <v1>, <n x <ty>> <v2>, <m x i32> <mask>    ; yields <m x <ty>>
5336
5337 Overview:
5338 """""""""
5339
5340 The '``shufflevector``' instruction constructs a permutation of elements
5341 from two input vectors, returning a vector with the same element type as
5342 the input and length that is the same as the shuffle mask.
5343
5344 Arguments:
5345 """"""""""
5346
5347 The first two operands of a '``shufflevector``' instruction are vectors
5348 with the same type. The third argument is a shuffle mask whose element
5349 type is always 'i32'. The result of the instruction is a vector whose
5350 length is the same as the shuffle mask and whose element type is the
5351 same as the element type of the first two operands.
5352
5353 The shuffle mask operand is required to be a constant vector with either
5354 constant integer or undef values.
5355
5356 Semantics:
5357 """"""""""
5358
5359 The elements of the two input vectors are numbered from left to right
5360 across both of the vectors. The shuffle mask operand specifies, for each
5361 element of the result vector, which element of the two input vectors the
5362 result element gets. The element selector may be undef (meaning "don't
5363 care") and the second operand may be undef if performing a shuffle from
5364 only one vector.
5365
5366 Example:
5367 """"""""
5368
5369 .. code-block:: llvm
5370
5371       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
5372                               <4 x i32> <i32 0, i32 4, i32 1, i32 5>  ; yields <4 x i32>
5373       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> undef,
5374                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32> - Identity shuffle.
5375       <result> = shufflevector <8 x i32> %v1, <8 x i32> undef,
5376                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32>
5377       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
5378                               <8 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3, i32 4, i32 5, i32 6, i32 7 >  ; yields <8 x i32>
5379
5380 Aggregate Operations
5381 --------------------
5382
5383 LLVM supports several instructions for working with
5384 :ref:`aggregate <t_aggregate>` values.
5385
5386 .. _i_extractvalue:
5387
5388 '``extractvalue``' Instruction
5389 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5390
5391 Syntax:
5392 """""""
5393
5394 ::
5395
5396       <result> = extractvalue <aggregate type> <val>, <idx>{, <idx>}*
5397
5398 Overview:
5399 """""""""
5400
5401 The '``extractvalue``' instruction extracts the value of a member field
5402 from an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
5403
5404 Arguments:
5405 """"""""""
5406
5407 The first operand of an '``extractvalue``' instruction is a value of
5408 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The operands are
5409 constant indices to specify which value to extract in a similar manner
5410 as indices in a '``getelementptr``' instruction.
5411
5412 The major differences to ``getelementptr`` indexing are:
5413
5414 -  Since the value being indexed is not a pointer, the first index is
5415    omitted and assumed to be zero.
5416 -  At least one index must be specified.
5417 -  Not only struct indices but also array indices must be in bounds.
5418
5419 Semantics:
5420 """"""""""
5421
5422 The result is the value at the position in the aggregate specified by
5423 the index operands.
5424
5425 Example:
5426 """"""""
5427
5428 .. code-block:: llvm
5429
5430       <result> = extractvalue {i32, float} %agg, 0    ; yields i32
5431
5432 .. _i_insertvalue:
5433
5434 '``insertvalue``' Instruction
5435 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5436
5437 Syntax:
5438 """""""
5439
5440 ::
5441
5442       <result> = insertvalue <aggregate type> <val>, <ty> <elt>, <idx>{, <idx>}*    ; yields <aggregate type>
5443
5444 Overview:
5445 """""""""
5446
5447 The '``insertvalue``' instruction inserts a value into a member field in
5448 an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
5449
5450 Arguments:
5451 """"""""""
5452
5453 The first operand of an '``insertvalue``' instruction is a value of
5454 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The second operand is
5455 a first-class value to insert. The following operands are constant
5456 indices indicating the position at which to insert the value in a
5457 similar manner as indices in a '``extractvalue``' instruction. The value
5458 to insert must have the same type as the value identified by the
5459 indices.
5460
5461 Semantics:
5462 """"""""""
5463
5464 The result is an aggregate of the same type as ``val``. Its value is
5465 that of ``val`` except that the value at the position specified by the
5466 indices is that of ``elt``.
5467
5468 Example:
5469 """"""""
5470
5471 .. code-block:: llvm
5472
5473       %agg1 = insertvalue {i32, float} undef, i32 1, 0              ; yields {i32 1, float undef}
5474       %agg2 = insertvalue {i32, float} %agg1, float %val, 1         ; yields {i32 1, float %val}
5475       %agg3 = insertvalue {i32, {float}} undef, float %val, 1, 0    ; yields {i32 undef, {float %val}}
5476
5477 .. _memoryops:
5478
5479 Memory Access and Addressing Operations
5480 ---------------------------------------
5481
5482 A key design point of an SSA-based representation is how it represents
5483 memory. In LLVM, no memory locations are in SSA form, which makes things
5484 very simple. This section describes how to read, write, and allocate
5485 memory in LLVM.
5486
5487 .. _i_alloca:
5488
5489 '``alloca``' Instruction
5490 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5491
5492 Syntax:
5493 """""""
5494
5495 ::
5496
5497       <result> = alloca [inalloca] <type> [, <ty> <NumElements>] [, align <alignment>]     ; yields type*:result
5498
5499 Overview:
5500 """""""""
5501
5502 The '``alloca``' instruction allocates memory on the stack frame of the
5503 currently executing function, to be automatically released when this
5504 function returns to its caller. The object is always allocated in the
5505 generic address space (address space zero).
5506
5507 Arguments:
5508 """"""""""
5509
5510 The '``alloca``' instruction allocates ``sizeof(<type>)*NumElements``
5511 bytes of memory on the runtime stack, returning a pointer of the
5512 appropriate type to the program. If "NumElements" is specified, it is
5513 the number of elements allocated, otherwise "NumElements" is defaulted
5514 to be one. If a constant alignment is specified, the value result of the
5515 allocation is guaranteed to be aligned to at least that boundary. The
5516 alignment may not be greater than ``1 << 29``. If not specified, or if
5517 zero, the target can choose to align the allocation on any convenient
5518 boundary compatible with the type.
5519
5520 '``type``' may be any sized type.
5521
5522 Semantics:
5523 """"""""""
5524
5525 Memory is allocated; a pointer is returned. The operation is undefined
5526 if there is insufficient stack space for the allocation. '``alloca``'d
5527 memory is automatically released when the function returns. The
5528 '``alloca``' instruction is commonly used to represent automatic
5529 variables that must have an address available. When the function returns
5530 (either with the ``ret`` or ``resume`` instructions), the memory is
5531 reclaimed. Allocating zero bytes is legal, but the result is undefined.
5532 The order in which memory is allocated (ie., which way the stack grows)
5533 is not specified.
5534
5535 Example:
5536 """"""""
5537
5538 .. code-block:: llvm
5539
5540       %ptr = alloca i32                             ; yields i32*:ptr
5541       %ptr = alloca i32, i32 4                      ; yields i32*:ptr
5542       %ptr = alloca i32, i32 4, align 1024          ; yields i32*:ptr
5543       %ptr = alloca i32, align 1024                 ; yields i32*:ptr
5544
5545 .. _i_load:
5546
5547 '``load``' Instruction
5548 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5549
5550 Syntax:
5551 """""""
5552
5553 ::
5554
5555       <result> = load [volatile] <ty>, <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>][, !invariant.load !<index>][, !nonnull !<index>]
5556       <result> = load atomic [volatile] <ty>* <pointer> [singlethread] <ordering>, align <alignment>
5557       !<index> = !{ i32 1 }
5558
5559 Overview:
5560 """""""""
5561
5562 The '``load``' instruction is used to read from memory.
5563
5564 Arguments:
5565 """"""""""
5566
5567 The argument to the ``load`` instruction specifies the memory address
5568 from which to load. The type specified must be a :ref:`first
5569 class <t_firstclass>` type. If the ``load`` is marked as ``volatile``,
5570 then the optimizer is not allowed to modify the number or order of
5571 execution of this ``load`` with other :ref:`volatile
5572 operations <volatile>`.
5573
5574 If the ``load`` is marked as ``atomic``, it takes an extra
5575 :ref:`ordering <ordering>` and optional ``singlethread`` argument. The
5576 ``release`` and ``acq_rel`` orderings are not valid on ``load``
5577 instructions. Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results
5578 when they may see multiple atomic stores. The type of the pointee must
5579 be an integer type whose bit width is a power of two greater than or
5580 equal to eight and less than or equal to a target-specific size limit.
5581 ``align`` must be explicitly specified on atomic loads, and the load has
5582 undefined behavior if the alignment is not set to a value which is at
5583 least the size in bytes of the pointee. ``!nontemporal`` does not have
5584 any defined semantics for atomic loads.
5585
5586 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
5587 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
5588 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
5589 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
5590 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
5591 alignment results in undefined behavior. Underestimating the alignment
5592 may produce less efficient code. An alignment of 1 is always safe. The
5593 maximum possible alignment is ``1 << 29``.
5594
5595 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single
5596 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one
5597 ``i32`` entry of value 1. The existence of the ``!nontemporal``
5598 metadata on the instruction tells the optimizer and code generator
5599 that this load is not expected to be reused in the cache. The code
5600 generator may select special instructions to save cache bandwidth, such
5601 as the ``MOVNT`` instruction on x86.
5602
5603 The optional ``!invariant.load`` metadata must reference a single
5604 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
5605 entries. The existence of the ``!invariant.load`` metadata on the
5606 instruction tells the optimizer and code generator that the address
5607 operand to this load points to memory which can be assumed unchanged.
5608 Being invariant does not imply that a location is dereferenceable,
5609 but it does imply that once the location is known dereferenceable
5610 its value is henceforth unchanging.
5611
5612 The optional ``!nonnull`` metadata must reference a single
5613 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
5614 entries. The existence of the ``!nonnull`` metadata on the
5615 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to
5616 never be null.  This is analogous to the ''nonnull'' attribute
5617 on parameters and return values.  This metadata can only be applied
5618 to loads of a pointer type.
5619
5620 Semantics:
5621 """"""""""
5622
5623 The location of memory pointed to is loaded. If the value being loaded
5624 is of scalar type then the number of bytes read does not exceed the
5625 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
5626 example, loading an ``i24`` reads at most three bytes. When loading a
5627 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
5628 of bytes, the result is undefined if the value was not originally
5629 written using a store of the same type.
5630
5631 Examples:
5632 """""""""
5633
5634 .. code-block:: llvm
5635
5636       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
5637       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
5638       %val = load i32, i32* %ptr                      ; yields i32:val = i32 3
5639
5640 .. _i_store:
5641
5642 '``store``' Instruction
5643 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5644
5645 Syntax:
5646 """""""
5647
5648 ::
5649
5650       store [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>]        ; yields void
5651       store atomic [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer> [singlethread] <ordering>, align <alignment>  ; yields void
5652
5653 Overview:
5654 """""""""
5655
5656 The '``store``' instruction is used to write to memory.
5657
5658 Arguments:
5659 """"""""""
5660
5661 There are two arguments to the ``store`` instruction: a value to store
5662 and an address at which to store it. The type of the ``<pointer>``
5663 operand must be a pointer to the :ref:`first class <t_firstclass>` type of
5664 the ``<value>`` operand. If the ``store`` is marked as ``volatile``,
5665 then the optimizer is not allowed to modify the number or order of
5666 execution of this ``store`` with other :ref:`volatile
5667 operations <volatile>`.
5668
5669 If the ``store`` is marked as ``atomic``, it takes an extra
5670 :ref:`ordering <ordering>` and optional ``singlethread`` argument. The
5671 ``acquire`` and ``acq_rel`` orderings aren't valid on ``store``
5672 instructions. Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results
5673 when they may see multiple atomic stores. The type of the pointee must
5674 be an integer type whose bit width is a power of two greater than or
5675 equal to eight and less than or equal to a target-specific size limit.
5676 ``align`` must be explicitly specified on atomic stores, and the store
5677 has undefined behavior if the alignment is not set to a value which is
5678 at least the size in bytes of the pointee. ``!nontemporal`` does not
5679 have any defined semantics for atomic stores.
5680
5681 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
5682 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
5683 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
5684 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
5685 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
5686 alignment results in undefined behavior. Underestimating the
5687 alignment may produce less efficient code. An alignment of 1 is always
5688 safe. The maximum possible alignment is ``1 << 29``.
5689
5690 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single metadata
5691 name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one ``i32`` entry of
5692 value 1. The existence of the ``!nontemporal`` metadata on the instruction
5693 tells the optimizer and code generator that this load is not expected to
5694 be reused in the cache. The code generator may select special
5695 instructions to save cache bandwidth, such as the MOVNT instruction on
5696 x86.
5697
5698 Semantics:
5699 """"""""""
5700
5701 The contents of memory are updated to contain ``<value>`` at the
5702 location specified by the ``<pointer>`` operand. If ``<value>`` is
5703 of scalar type then the number of bytes written does not exceed the
5704 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
5705 example, storing an ``i24`` writes at most three bytes. When writing a
5706 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
5707 of bytes, it is unspecified what happens to the extra bits that do not
5708 belong to the type, but they will typically be overwritten.
5709
5710 Example:
5711 """"""""
5712
5713 .. code-block:: llvm
5714
5715       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
5716       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
5717       %val = load i32* %ptr                           ; yields i32:val = i32 3
5718
5719 .. _i_fence:
5720
5721 '``fence``' Instruction
5722 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5723
5724 Syntax:
5725 """""""
5726
5727 ::
5728
5729       fence [singlethread] <ordering>                   ; yields void
5730
5731 Overview:
5732 """""""""
5733
5734 The '``fence``' instruction is used to introduce happens-before edges
5735 between operations.
5736
5737 Arguments:
5738 """"""""""
5739
5740 '``fence``' instructions take an :ref:`ordering <ordering>` argument which
5741 defines what *synchronizes-with* edges they add. They can only be given
5742 ``acquire``, ``release``, ``acq_rel``, and ``seq_cst`` orderings.
5743
5744 Semantics:
5745 """"""""""
5746
5747 A fence A which has (at least) ``release`` ordering semantics
5748 *synchronizes with* a fence B with (at least) ``acquire`` ordering
5749 semantics if and only if there exist atomic operations X and Y, both
5750 operating on some atomic object M, such that A is sequenced before X, X
5751 modifies M (either directly or through some side effect of a sequence
5752 headed by X), Y is sequenced before B, and Y observes M. This provides a
5753 *happens-before* dependency between A and B. Rather than an explicit
5754 ``fence``, one (but not both) of the atomic operations X or Y might
5755 provide a ``release`` or ``acquire`` (resp.) ordering constraint and
5756 still *synchronize-with* the explicit ``fence`` and establish the
5757 *happens-before* edge.
5758
5759 A ``fence`` which has ``seq_cst`` ordering, in addition to having both
5760 ``acquire`` and ``release`` semantics specified above, participates in
5761 the global program order of other ``seq_cst`` operations and/or fences.
5762
5763 The optional ":ref:`singlethread <singlethread>`" argument specifies
5764 that the fence only synchronizes with other fences in the same thread.
5765 (This is useful for interacting with signal handlers.)
5766
5767 Example:
5768 """"""""
5769
5770 .. code-block:: llvm
5771
5772       fence acquire                          ; yields void
5773       fence singlethread seq_cst             ; yields void
5774
5775 .. _i_cmpxchg:
5776
5777 '``cmpxchg``' Instruction
5778 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5779
5780 Syntax:
5781 """""""
5782
5783 ::
5784
5785       cmpxchg [weak] [volatile] <ty>* <pointer>, <ty> <cmp>, <ty> <new> [singlethread] <success ordering> <failure ordering> ; yields  { ty, i1 }
5786
5787 Overview:
5788 """""""""
5789
5790 The '``cmpxchg``' instruction is used to atomically modify memory. It
5791 loads a value in memory and compares it to a given value. If they are
5792 equal, it tries to store a new value into the memory.
5793
5794 Arguments:
5795 """"""""""
5796
5797 There are three arguments to the '``cmpxchg``' instruction: an address
5798 to operate on, a value to compare to the value currently be at that
5799 address, and a new value to place at that address if the compared values
5800 are equal. The type of '<cmp>' must be an integer type whose bit width
5801 is a power of two greater than or equal to eight and less than or equal
5802 to a target-specific size limit. '<cmp>' and '<new>' must have the same
5803 type, and the type of '<pointer>' must be a pointer to that type. If the
5804 ``cmpxchg`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not allowed
5805 to modify the number or order of execution of this ``cmpxchg`` with
5806 other :ref:`volatile operations <volatile>`.
5807
5808 The success and failure :ref:`ordering <ordering>` arguments specify how this
5809 ``cmpxchg`` synchronizes with other atomic operations. Both ordering parameters
5810 must be at least ``monotonic``, the ordering constraint on failure must be no
5811 stronger than that on success, and the failure ordering cannot be either
5812 ``release`` or ``acq_rel``.
5813
5814 The optional "``singlethread``" argument declares that the ``cmpxchg``
5815 is only atomic with respect to code (usually signal handlers) running in
5816 the same thread as the ``cmpxchg``. Otherwise the cmpxchg is atomic with
5817 respect to all other code in the system.
5818
5819 The pointer passed into cmpxchg must have alignment greater than or
5820 equal to the size in memory of the operand.
5821
5822 Semantics:
5823 """"""""""
5824
5825 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``' operand
5826 is read and compared to '``<cmp>``'; if the read value is the equal, the
5827 '``<new>``' is written. The original value at the location is returned, together
5828 with a flag indicating success (true) or failure (false).
5829
5830 If the cmpxchg operation is marked as ``weak`` then a spurious failure is
5831 permitted: the operation may not write ``<new>`` even if the comparison
5832 matched.
5833
5834 If the cmpxchg operation is strong (the default), the i1 value is 1 if and only
5835 if the value loaded equals ``cmp``.
5836
5837 A successful ``cmpxchg`` is a read-modify-write instruction for the purpose of
5838 identifying release sequences. A failed ``cmpxchg`` is equivalent to an atomic
5839 load with an ordering parameter determined the second ordering parameter.
5840
5841 Example:
5842 """"""""
5843
5844 .. code-block:: llvm
5845
5846     entry:
5847       %orig = atomic load i32, i32* %ptr unordered                ; yields i32
5848       br label %loop
5849
5850     loop:
5851       %cmp = phi i32 [ %orig, %entry ], [%old, %loop]
5852       %squared = mul i32 %cmp, %cmp
5853       %val_success = cmpxchg i32* %ptr, i32 %cmp, i32 %squared acq_rel monotonic ; yields  { i32, i1 }
5854       %value_loaded = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 0
5855       %success = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 1
5856       br i1 %success, label %done, label %loop
5857
5858     done:
5859       ...
5860
5861 .. _i_atomicrmw:
5862
5863 '``atomicrmw``' Instruction
5864 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5865
5866 Syntax:
5867 """""""
5868
5869 ::
5870
5871       atomicrmw [volatile] <operation> <ty>* <pointer>, <ty> <value> [singlethread] <ordering>                   ; yields ty
5872
5873 Overview:
5874 """""""""
5875
5876 The '``atomicrmw``' instruction is used to atomically modify memory.
5877
5878 Arguments:
5879 """"""""""
5880
5881 There are three arguments to the '``atomicrmw``' instruction: an
5882 operation to apply, an address whose value to modify, an argument to the
5883 operation. The operation must be one of the following keywords:
5884
5885 -  xchg
5886 -  add
5887 -  sub
5888 -  and
5889 -  nand
5890 -  or
5891 -  xor
5892 -  max
5893 -  min
5894 -  umax
5895 -  umin
5896
5897 The type of '<value>' must be an integer type whose bit width is a power
5898 of two greater than or equal to eight and less than or equal to a
5899 target-specific size limit. The type of the '``<pointer>``' operand must
5900 be a pointer to that type. If the ``atomicrmw`` is marked as
5901 ``volatile``, then the optimizer is not allowed to modify the number or
5902 order of execution of this ``atomicrmw`` with other :ref:`volatile
5903 operations <volatile>`.
5904
5905 Semantics:
5906 """"""""""
5907
5908 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``'
5909 operand are atomically read, modified, and written back. The original
5910 value at the location is returned. The modification is specified by the
5911 operation argument:
5912
5913 -  xchg: ``*ptr = val``
5914 -  add: ``*ptr = *ptr + val``
5915 -  sub: ``*ptr = *ptr - val``
5916 -  and: ``*ptr = *ptr & val``
5917 -  nand: ``*ptr = ~(*ptr & val)``
5918 -  or: ``*ptr = *ptr | val``
5919 -  xor: ``*ptr = *ptr ^ val``
5920 -  max: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
5921 -  min: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
5922 -  umax: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using an unsigned
5923    comparison)
5924 -  umin: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using an unsigned
5925    comparison)
5926
5927 Example:
5928 """"""""
5929
5930 .. code-block:: llvm
5931
5932       %old = atomicrmw add i32* %ptr, i32 1 acquire                        ; yields i32
5933
5934 .. _i_getelementptr:
5935
5936 '``getelementptr``' Instruction
5937 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5938
5939 Syntax:
5940 """""""
5941
5942 ::
5943
5944       <result> = getelementptr <ty>, <ty>* <ptrval>{, <ty> <idx>}*
5945       <result> = getelementptr inbounds <ty>, <ty>* <ptrval>{, <ty> <idx>}*
5946       <result> = getelementptr <ty>, <ptr vector> <ptrval>, <vector index type> <idx>
5947
5948 Overview:
5949 """""""""
5950
5951 The '``getelementptr``' instruction is used to get the address of a
5952 subelement of an :ref:`aggregate <t_aggregate>` data structure. It performs
5953 address calculation only and does not access memory.
5954
5955 Arguments:
5956 """"""""""
5957
5958 The first argument is always a type used as the basis for the calculations.
5959 The second argument is always a pointer or a vector of pointers, and is the
5960 base address to start from. The remaining arguments are indices
5961 that indicate which of the elements of the aggregate object are indexed.
5962 The interpretation of each index is dependent on the type being indexed
5963 into. The first index always indexes the pointer value given as the
5964 first argument, the second index indexes a value of the type pointed to
5965 (not necessarily the value directly pointed to, since the first index
5966 can be non-zero), etc. The first type indexed into must be a pointer
5967 value, subsequent types can be arrays, vectors, and structs. Note that
5968 subsequent types being indexed into can never be pointers, since that
5969 would require loading the pointer before continuing calculation.
5970
5971 The type of each index argument depends on the type it is indexing into.
5972 When indexing into a (optionally packed) structure, only ``i32`` integer
5973 **constants** are allowed (when using a vector of indices they must all
5974 be the **same** ``i32`` integer constant). When indexing into an array,
5975 pointer or vector, integers of any width are allowed, and they are not
5976 required to be constant. These integers are treated as signed values
5977 where relevant.
5978
5979 For example, let's consider a C code fragment and how it gets compiled
5980 to LLVM:
5981
5982 .. code-block:: c
5983
5984     struct RT {
5985       char A;
5986       int B[10][20];
5987       char C;
5988     };
5989     struct ST {
5990       int X;
5991       double Y;
5992       struct RT Z;
5993     };
5994
5995     int *foo(struct ST *s) {
5996       return &s[1].Z.B[5][13];
5997     }
5998
5999 The LLVM code generated by Clang is:
6000
6001 .. code-block:: llvm
6002
6003     %struct.RT = type { i8, [10 x [20 x i32]], i8 }
6004     %struct.ST = type { i32, double, %struct.RT }
6005
6006     define i32* @foo(%struct.ST* %s) nounwind uwtable readnone optsize ssp {
6007     entry:
6008       %arrayidx = getelementptr inbounds %struct.ST, %struct.ST* %s, i64 1, i32 2, i32 1, i64 5, i64 13
6009       ret i32* %arrayidx
6010     }
6011
6012 Semantics:
6013 """"""""""
6014
6015 In the example above, the first index is indexing into the
6016 '``%struct.ST*``' type, which is a pointer, yielding a '``%struct.ST``'
6017 = '``{ i32, double, %struct.RT }``' type, a structure. The second index
6018 indexes into the third element of the structure, yielding a
6019 '``%struct.RT``' = '``{ i8 , [10 x [20 x i32]], i8 }``' type, another
6020 structure. The third index indexes into the second element of the
6021 structure, yielding a '``[10 x [20 x i32]]``' type, an array. The two
6022 dimensions of the array are subscripted into, yielding an '``i32``'
6023 type. The '``getelementptr``' instruction returns a pointer to this
6024 element, thus computing a value of '``i32*``' type.
6025
6026 Note that it is perfectly legal to index partially through a structure,
6027 returning a pointer to an inner element. Because of this, the LLVM code
6028 for the given testcase is equivalent to:
6029
6030 .. code-block:: llvm
6031
6032     define i32* @foo(%struct.ST* %s) {
6033       %t1 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %s, i32 1                        ; yields %struct.ST*:%t1
6034       %t2 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %t1, i32 0, i32 2                ; yields %struct.RT*:%t2
6035       %t3 = getelementptr %struct.RT, %struct.RT* %t2, i32 0, i32 1                ; yields [10 x [20 x i32]]*:%t3
6036       %t4 = getelementptr [10 x [20 x i32]], [10 x [20 x i32]]* %t3, i32 0, i32 5  ; yields [20 x i32]*:%t4
6037       %t5 = getelementptr [20 x i32], [20 x i32]* %t4, i32 0, i32 13               ; yields i32*:%t5
6038       ret i32* %t5
6039     }
6040
6041 If the ``inbounds`` keyword is present, the result value of the
6042 ``getelementptr`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the base
6043 pointer is not an *in bounds* address of an allocated object, or if any
6044 of the addresses that would be formed by successive addition of the
6045 offsets implied by the indices to the base address with infinitely
6046 precise signed arithmetic are not an *in bounds* address of that
6047 allocated object. The *in bounds* addresses for an allocated object are
6048 all the addresses that point into the object, plus the address one byte
6049 past the end. In cases where the base is a vector of pointers the
6050 ``inbounds`` keyword applies to each of the computations element-wise.
6051
6052 If the ``inbounds`` keyword is not present, the offsets are added to the
6053 base address with silently-wrapping two's complement arithmetic. If the
6054 offsets have a different width from the pointer, they are sign-extended
6055 or truncated to the width of the pointer. The result value of the
6056 ``getelementptr`` may be outside the object pointed to by the base
6057 pointer. The result value may not necessarily be used to access memory
6058 though, even if it happens to point into allocated storage. See the
6059 :ref:`Pointer Aliasing Rules <pointeraliasing>` section for more
6060 information.
6061
6062 The getelementptr instruction is often confusing. For some more insight
6063 into how it works, see :doc:`the getelementptr FAQ <GetElementPtr>`.
6064
6065 Example:
6066 """"""""
6067
6068 .. code-block:: llvm
6069
6070         ; yields [12 x i8]*:aptr
6071         %aptr = getelementptr {i32, [12 x i8]}, {i32, [12 x i8]}* %saptr, i64 0, i32 1
6072         ; yields i8*:vptr
6073         %vptr = getelementptr {i32, <2 x i8>}, {i32, <2 x i8>}* %svptr, i64 0, i32 1, i32 1
6074         ; yields i8*:eptr
6075         %eptr = getelementptr [12 x i8], [12 x i8]* %aptr, i64 0, i32 1
6076         ; yields i32*:iptr
6077         %iptr = getelementptr [10 x i32], [10 x i32]* @arr, i16 0, i16 0
6078
6079 In cases where the pointer argument is a vector of pointers, each index
6080 must be a vector with the same number of elements. For example:
6081
6082 .. code-block:: llvm
6083
6084      %A = getelementptr i8, <4 x i8*> %ptrs, <4 x i64> %offsets,
6085
6086 Conversion Operations
6087 ---------------------
6088
6089 The instructions in this category are the conversion instructions
6090 (casting) which all take a single operand and a type. They perform
6091 various bit conversions on the operand.
6092
6093 '``trunc .. to``' Instruction
6094 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6095
6096 Syntax:
6097 """""""
6098
6099 ::
6100
6101       <result> = trunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6102
6103 Overview:
6104 """""""""
6105
6106 The '``trunc``' instruction truncates its operand to the type ``ty2``.
6107
6108 Arguments:
6109 """"""""""
6110
6111 The '``trunc``' instruction takes a value to trunc, and a type to trunc
6112 it to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors
6113 of the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
6114 larger than the bit size of the destination type, ``ty2``. Equal sized
6115 types are not allowed.
6116
6117 Semantics:
6118 """"""""""
6119
6120 The '``trunc``' instruction truncates the high order bits in ``value``
6121 and converts the remaining bits to ``ty2``. Since the source size must
6122 be larger than the destination size, ``trunc`` cannot be a *no-op cast*.
6123 It will always truncate bits.
6124
6125 Example:
6126 """"""""
6127
6128 .. code-block:: llvm
6129
6130       %X = trunc i32 257 to i8                        ; yields i8:1
6131       %Y = trunc i32 123 to i1                        ; yields i1:true
6132       %Z = trunc i32 122 to i1                        ; yields i1:false
6133       %W = trunc <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i8> ; yields <i8 8, i8 7>
6134
6135 '``zext .. to``' Instruction
6136 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6137
6138 Syntax:
6139 """""""
6140
6141 ::
6142
6143       <result> = zext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6144
6145 Overview:
6146 """""""""
6147
6148 The '``zext``' instruction zero extends its operand to type ``ty2``.
6149
6150 Arguments:
6151 """"""""""
6152
6153 The '``zext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
6154 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
6155 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
6156 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
6157
6158 Semantics:
6159 """"""""""
6160
6161 The ``zext`` fills the high order bits of the ``value`` with zero bits
6162 until it reaches the size of the destination type, ``ty2``.
6163
6164 When zero extending from i1, the result will always be either 0 or 1.
6165
6166 Example:
6167 """"""""
6168
6169 .. code-block:: llvm
6170
6171       %X = zext i32 257 to i64              ; yields i64:257
6172       %Y = zext i1 true to i32              ; yields i32:1
6173       %Z = zext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
6174
6175 '``sext .. to``' Instruction
6176 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6177
6178 Syntax:
6179 """""""
6180
6181 ::
6182
6183       <result> = sext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6184
6185 Overview:
6186 """""""""
6187
6188 The '``sext``' sign extends ``value`` to the type ``ty2``.
6189
6190 Arguments:
6191 """"""""""
6192
6193 The '``sext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
6194 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
6195 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
6196 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
6197
6198 Semantics:
6199 """"""""""
6200
6201 The '``sext``' instruction performs a sign extension by copying the sign
6202 bit (highest order bit) of the ``value`` until it reaches the bit size
6203 of the type ``ty2``.
6204
6205 When sign extending from i1, the extension always results in -1 or 0.
6206
6207 Example:
6208 """"""""
6209
6210 .. code-block:: llvm
6211
6212       %X = sext i8  -1 to i16              ; yields i16   :65535
6213       %Y = sext i1 true to i32             ; yields i32:-1
6214       %Z = sext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
6215
6216 '``fptrunc .. to``' Instruction
6217 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6218
6219 Syntax:
6220 """""""
6221
6222 ::
6223
6224       <result> = fptrunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6225
6226 Overview:
6227 """""""""
6228
6229 The '``fptrunc``' instruction truncates ``value`` to type ``ty2``.
6230
6231 Arguments:
6232 """"""""""
6233
6234 The '``fptrunc``' instruction takes a :ref:`floating point <t_floating>`
6235 value to cast and a :ref:`floating point <t_floating>` type to cast it to.
6236 The size of ``value`` must be larger than the size of ``ty2``. This
6237 implies that ``fptrunc`` cannot be used to make a *no-op cast*.
6238
6239 Semantics:
6240 """"""""""
6241
6242 The '``fptrunc``' instruction truncates a ``value`` from a larger
6243 :ref:`floating point <t_floating>` type to a smaller :ref:`floating
6244 point <t_floating>` type. If the value cannot fit within the
6245 destination type, ``ty2``, then the results are undefined.
6246
6247 Example:
6248 """"""""
6249
6250 .. code-block:: llvm
6251
6252       %X = fptrunc double 123.0 to float         ; yields float:123.0
6253       %Y = fptrunc double 1.0E+300 to float      ; yields undefined
6254
6255 '``fpext .. to``' Instruction
6256 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6257
6258 Syntax:
6259 """""""
6260
6261 ::
6262
6263       <result> = fpext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6264
6265 Overview:
6266 """""""""
6267
6268 The '``fpext``' extends a floating point ``value`` to a larger floating
6269 point value.
6270
6271 Arguments:
6272 """"""""""
6273
6274 The '``fpext``' instruction takes a :ref:`floating point <t_floating>`
6275 ``value`` to cast, and a :ref:`floating point <t_floating>` type to cast it
6276 to. The source type must be smaller than the destination type.
6277
6278 Semantics:
6279 """"""""""
6280
6281 The '``fpext``' instruction extends the ``value`` from a smaller
6282 :ref:`floating point <t_floating>` type to a larger :ref:`floating
6283 point <t_floating>` type. The ``fpext`` cannot be used to make a
6284 *no-op cast* because it always changes bits. Use ``bitcast`` to make a
6285 *no-op cast* for a floating point cast.
6286
6287 Example:
6288 """"""""
6289
6290 .. code-block:: llvm
6291
6292       %X = fpext float 3.125 to double         ; yields double:3.125000e+00
6293       %Y = fpext double %X to fp128            ; yields fp128:0xL00000000000000004000900000000000
6294
6295 '``fptoui .. to``' Instruction
6296 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6297
6298 Syntax:
6299 """""""
6300
6301 ::
6302
6303       <result> = fptoui <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6304
6305 Overview:
6306 """""""""
6307
6308 The '``fptoui``' converts a floating point ``value`` to its unsigned
6309 integer equivalent of type ``ty2``.
6310
6311 Arguments:
6312 """"""""""
6313
6314 The '``fptoui``' instruction takes a value to cast, which must be a
6315 scalar or vector :ref:`floating point <t_floating>` value, and a type to
6316 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
6317 ``ty`` is a vector floating point type, ``ty2`` must be a vector integer
6318 type with the same number of elements as ``ty``
6319
6320 Semantics:
6321 """"""""""
6322
6323 The '``fptoui``' instruction converts its :ref:`floating
6324 point <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
6325 unsigned integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the results
6326 are undefined.
6327
6328 Example:
6329 """"""""
6330
6331 .. code-block:: llvm
6332
6333       %X = fptoui double 123.0 to i32      ; yields i32:123
6334       %Y = fptoui float 1.0E+300 to i1     ; yields undefined:1
6335       %Z = fptoui float 1.04E+17 to i8     ; yields undefined:1
6336
6337 '``fptosi .. to``' Instruction
6338 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6339
6340 Syntax:
6341 """""""
6342
6343 ::
6344
6345       <result> = fptosi <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6346
6347 Overview:
6348 """""""""
6349
6350 The '``fptosi``' instruction converts :ref:`floating point <t_floating>`
6351 ``value`` to type ``ty2``.
6352
6353 Arguments:
6354 """"""""""
6355
6356 The '``fptosi``' instruction takes a value to cast, which must be a
6357 scalar or vector :ref:`floating point <t_floating>` value, and a type to
6358 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
6359 ``ty`` is a vector floating point type, ``ty2`` must be a vector integer
6360 type with the same number of elements as ``ty``
6361
6362 Semantics:
6363 """"""""""
6364
6365 The '``fptosi``' instruction converts its :ref:`floating
6366 point <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
6367 signed integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the results
6368 are undefined.
6369
6370 Example:
6371 """"""""
6372
6373 .. code-block:: llvm
6374
6375       %X = fptosi double -123.0 to i32      ; yields i32:-123
6376       %Y = fptosi float 1.0E-247 to i1      ; yields undefined:1
6377       %Z = fptosi float 1.04E+17 to i8      ; yields undefined:1
6378
6379 '``uitofp .. to``' Instruction
6380 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6381
6382 Syntax:
6383 """""""
6384
6385 ::
6386
6387       <result> = uitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6388
6389 Overview:
6390 """""""""
6391
6392 The '``uitofp``' instruction regards ``value`` as an unsigned integer
6393 and converts that value to the ``ty2`` type.
6394
6395 Arguments:
6396 """"""""""
6397
6398 The '``uitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
6399 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
6400 ``ty2``, which must be an :ref:`floating point <t_floating>` type. If
6401 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating point
6402 type with the same number of elements as ``ty``
6403
6404 Semantics:
6405 """"""""""
6406
6407 The '``uitofp``' instruction interprets its operand as an unsigned
6408 integer quantity and converts it to the corresponding floating point
6409 value. If the value cannot fit in the floating point value, the results
6410 are undefined.
6411
6412 Example:
6413 """"""""
6414
6415 .. code-block:: llvm
6416
6417       %X = uitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
6418       %Y = uitofp i8 -1 to double          ; yields double:255.0
6419
6420 '``sitofp .. to``' Instruction
6421 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6422
6423 Syntax:
6424 """""""
6425
6426 ::
6427
6428       <result> = sitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6429
6430 Overview:
6431 """""""""
6432
6433 The '``sitofp``' instruction regards ``value`` as a signed integer and
6434 converts that value to the ``ty2`` type.
6435
6436 Arguments:
6437 """"""""""
6438
6439 The '``sitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
6440 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
6441 ``ty2``, which must be an :ref:`floating point <t_floating>` type. If
6442 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating point
6443 type with the same number of elements as ``ty``
6444
6445 Semantics:
6446 """"""""""
6447
6448 The '``sitofp``' instruction interprets its operand as a signed integer
6449 quantity and converts it to the corresponding floating point value. If
6450 the value cannot fit in the floating point value, the results are
6451 undefined.
6452
6453 Example:
6454 """"""""
6455
6456 .. code-block:: llvm
6457
6458       %X = sitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
6459       %Y = sitofp i8 -1 to double          ; yields double:-1.0
6460
6461 .. _i_ptrtoint:
6462
6463 '``ptrtoint .. to``' Instruction
6464 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6465
6466 Syntax:
6467 """""""
6468
6469 ::
6470
6471       <result> = ptrtoint <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6472
6473 Overview:
6474 """""""""
6475
6476 The '``ptrtoint``' instruction converts the pointer or a vector of
6477 pointers ``value`` to the integer (or vector of integers) type ``ty2``.
6478
6479 Arguments:
6480 """"""""""
6481
6482 The '``ptrtoint``' instruction takes a ``value`` to cast, which must be
6483 a a value of type :ref:`pointer <t_pointer>` or a vector of pointers, and a
6484 type to cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` or
6485 a vector of integers type.
6486
6487 Semantics:
6488 """"""""""
6489
6490 The '``ptrtoint``' instruction converts ``value`` to integer type
6491 ``ty2`` by interpreting the pointer value as an integer and either
6492 truncating or zero extending that value to the size of the integer type.
6493 If ``value`` is smaller than ``ty2`` then a zero extension is done. If
6494 ``value`` is larger than ``ty2`` then a truncation is done. If they are
6495 the same size, then nothing is done (*no-op cast*) other than a type
6496 change.
6497
6498 Example:
6499 """"""""
6500
6501 .. code-block:: llvm
6502
6503       %X = ptrtoint i32* %P to i8                         ; yields truncation on 32-bit architecture
6504       %Y = ptrtoint i32* %P to i64                        ; yields zero extension on 32-bit architecture
6505       %Z = ptrtoint <4 x i32*> %P to <4 x i64>; yields vector zero extension for a vector of addresses on 32-bit architecture
6506
6507 .. _i_inttoptr:
6508
6509 '``inttoptr .. to``' Instruction
6510 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6511
6512 Syntax:
6513 """""""
6514
6515 ::
6516
6517       <result> = inttoptr <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6518
6519 Overview:
6520 """""""""
6521
6522 The '``inttoptr``' instruction converts an integer ``value`` to a
6523 pointer type, ``ty2``.
6524
6525 Arguments:
6526 """"""""""
6527
6528 The '``inttoptr``' instruction takes an :ref:`integer <t_integer>` value to
6529 cast, and a type to cast it to, which must be a :ref:`pointer <t_pointer>`
6530 type.
6531
6532 Semantics:
6533 """"""""""
6534
6535 The '``inttoptr``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` by
6536 applying either a zero extension or a truncation depending on the size
6537 of the integer ``value``. If ``value`` is larger than the size of a
6538 pointer then a truncation is done. If ``value`` is smaller than the size
6539 of a pointer then a zero extension is done. If they are the same size,
6540 nothing is done (*no-op cast*).
6541
6542 Example:
6543 """"""""
6544
6545 .. code-block:: llvm
6546
6547       %X = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields zero extension on 64-bit architecture
6548       %Y = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields no-op on 32-bit architecture
6549       %Z = inttoptr i64 0 to i32*            ; yields truncation on 32-bit architecture
6550       %Z = inttoptr <4 x i32> %G to <4 x i8*>; yields truncation of vector G to four pointers
6551
6552 .. _i_bitcast:
6553
6554 '``bitcast .. to``' Instruction
6555 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6556
6557 Syntax:
6558 """""""
6559
6560 ::
6561
6562       <result> = bitcast <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6563
6564 Overview:
6565 """""""""
6566
6567 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` without
6568 changing any bits.
6569
6570 Arguments:
6571 """"""""""
6572
6573 The '``bitcast``' instruction takes a value to cast, which must be a
6574 non-aggregate first class value, and a type to cast it to, which must
6575 also be a non-aggregate :ref:`first class <t_firstclass>` type. The
6576 bit sizes of ``value`` and the destination type, ``ty2``, must be
6577 identical.  If the source type is a pointer, the destination type must
6578 also be a pointer of the same size. This instruction supports bitwise
6579 conversion of vectors to integers and to vectors of other types (as
6580 long as they have the same size).
6581
6582 Semantics:
6583 """"""""""
6584
6585 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2``. It
6586 is always a *no-op cast* because no bits change with this
6587 conversion. The conversion is done as if the ``value`` had been stored
6588 to memory and read back as type ``ty2``. Pointer (or vector of
6589 pointers) types may only be converted to other pointer (or vector of
6590 pointers) types with the same address space through this instruction.
6591 To convert pointers to other types, use the :ref:`inttoptr <i_inttoptr>`
6592 or :ref:`ptrtoint <i_ptrtoint>` instructions first.
6593
6594 Example:
6595 """"""""
6596
6597 .. code-block:: llvm
6598
6599       %X = bitcast i8 255 to i8              ; yields i8 :-1
6600       %Y = bitcast i32* %x to sint*          ; yields sint*:%x
6601       %Z = bitcast <2 x int> %V to i64;        ; yields i64: %V
6602       %Z = bitcast <2 x i32*> %V to <2 x i64*> ; yields <2 x i64*>
6603
6604 .. _i_addrspacecast:
6605
6606 '``addrspacecast .. to``' Instruction
6607 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6608
6609 Syntax:
6610 """""""
6611
6612 ::
6613
6614       <result> = addrspacecast <pty> <ptrval> to <pty2>       ; yields pty2
6615
6616 Overview:
6617 """""""""
6618
6619 The '``addrspacecast``' instruction converts ``ptrval`` from ``pty`` in
6620 address space ``n`` to type ``pty2`` in address space ``m``.
6621
6622 Arguments:
6623 """"""""""
6624
6625 The '``addrspacecast``' instruction takes a pointer or vector of pointer value
6626 to cast and a pointer type to cast it to, which must have a different
6627 address space.
6628
6629 Semantics:
6630 """"""""""
6631
6632 The '``addrspacecast``' instruction converts the pointer value
6633 ``ptrval`` to type ``pty2``. It can be a *no-op cast* or a complex
6634 value modification, depending on the target and the address space
6635 pair. Pointer conversions within the same address space must be
6636 performed with the ``bitcast`` instruction. Note that if the address space
6637 conversion is legal then both result and operand refer to the same memory
6638 location.
6639
6640 Example:
6641 """"""""
6642
6643 .. code-block:: llvm
6644
6645       %X = addrspacecast i32* %x to i32 addrspace(1)*    ; yields i32 addrspace(1)*:%x
6646       %Y = addrspacecast i32 addrspace(1)* %y to i64 addrspace(2)*    ; yields i64 addrspace(2)*:%y
6647       %Z = addrspacecast <4 x i32*> %z to <4 x float addrspace(3)*>   ; yields <4 x float addrspace(3)*>:%z
6648
6649 .. _otherops:
6650
6651 Other Operations
6652 ----------------
6653
6654 The instructions in this category are the "miscellaneous" instructions,
6655 which defy better classification.
6656
6657 .. _i_icmp:
6658
6659 '``icmp``' Instruction
6660 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6661
6662 Syntax:
6663 """""""
6664
6665 ::
6666
6667       <result> = icmp <cond> <ty> <op1>, <op2>   ; yields i1 or <N x i1>:result
6668
6669 Overview:
6670 """""""""
6671
6672 The '``icmp``' instruction returns a boolean value or a vector of
6673 boolean values based on comparison of its two integer, integer vector,
6674 pointer, or pointer vector operands.
6675
6676 Arguments:
6677 """"""""""
6678
6679 The '``icmp``' instruction takes three operands. The first operand is
6680 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
6681 not a value, just a keyword. The possible condition code are:
6682
6683 #. ``eq``: equal
6684 #. ``ne``: not equal
6685 #. ``ugt``: unsigned greater than
6686 #. ``uge``: unsigned greater or equal
6687 #. ``ult``: unsigned less than
6688 #. ``ule``: unsigned less or equal
6689 #. ``sgt``: signed greater than
6690 #. ``sge``: signed greater or equal
6691 #. ``slt``: signed less than
6692 #. ``sle``: signed less or equal
6693
6694 The remaining two arguments must be :ref:`integer <t_integer>` or
6695 :ref:`pointer <t_pointer>` or integer :ref:`vector <t_vector>` typed. They
6696 must also be identical types.
6697
6698 Semantics:
6699 """"""""""
6700
6701 The '``icmp``' compares ``op1`` and ``op2`` according to the condition
6702 code given as ``cond``. The comparison performed always yields either an
6703 :ref:`i1 <t_integer>` or vector of ``i1`` result, as follows:
6704
6705 #. ``eq``: yields ``true`` if the operands are equal, ``false``
6706    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
6707 #. ``ne``: yields ``true`` if the operands are unequal, ``false``
6708    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
6709 #. ``ugt``: interprets the operands as unsigned values and yields
6710    ``true`` if ``op1`` is greater than ``op2``.
6711 #. ``uge``: interprets the operands as unsigned values and yields
6712    ``true`` if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
6713 #. ``ult``: interprets the operands as unsigned values and yields
6714    ``true`` if ``op1`` is less than ``op2``.
6715 #. ``ule``: interprets the operands as unsigned values and yields
6716    ``true`` if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
6717 #. ``sgt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
6718    if ``op1`` is greater than ``op2``.
6719 #. ``sge``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
6720    if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
6721 #. ``slt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
6722    if ``op1`` is less than ``op2``.
6723 #. ``sle``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
6724    if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
6725
6726 If the operands are :ref:`pointer <t_pointer>` typed, the pointer values
6727 are compared as if they were integers.
6728
6729 If the operands are integer vectors, then they are compared element by
6730 element. The result is an ``i1`` vector with the same number of elements
6731 as the values being compared. Otherwise, the result is an ``i1``.
6732
6733 Example:
6734 """"""""
6735
6736 .. code-block:: llvm
6737
6738       <result> = icmp eq i32 4, 5          ; yields: result=false
6739       <result> = icmp ne float* %X, %X     ; yields: result=false
6740       <result> = icmp ult i16  4, 5        ; yields: result=true
6741       <result> = icmp sgt i16  4, 5        ; yields: result=false
6742       <result> = icmp ule i16 -4, 5        ; yields: result=false
6743       <result> = icmp sge i16  4, 5        ; yields: result=false
6744
6745 Note that the code generator does not yet support vector types with the
6746 ``icmp`` instruction.
6747
6748 .. _i_fcmp:
6749
6750 '``fcmp``' Instruction
6751 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6752
6753 Syntax:
6754 """""""
6755
6756 ::
6757
6758       <result> = fcmp <cond> <ty> <op1>, <op2>     ; yields i1 or <N x i1>:result
6759
6760 Overview:
6761 """""""""
6762
6763 The '``fcmp``' instruction returns a boolean value or vector of boolean
6764 values based on comparison of its operands.
6765
6766 If the operands are floating point scalars, then the result type is a
6767 boolean (:ref:`i1 <t_integer>`).
6768
6769 If the operands are floating point vectors, then the result type is a
6770 vector of boolean with the same number of elements as the operands being
6771 compared.
6772
6773 Arguments:
6774 """"""""""
6775
6776 The '``fcmp``' instruction takes three operands. The first operand is
6777 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
6778 not a value, just a keyword. The possible condition code are:
6779
6780 #. ``false``: no comparison, always returns false
6781 #. ``oeq``: ordered and equal
6782 #. ``ogt``: ordered and greater than
6783 #. ``oge``: ordered and greater than or equal
6784 #. ``olt``: ordered and less than
6785 #. ``ole``: ordered and less than or equal
6786 #. ``one``: ordered and not equal
6787 #. ``ord``: ordered (no nans)
6788 #. ``ueq``: unordered or equal
6789 #. ``ugt``: unordered or greater than
6790 #. ``uge``: unordered or greater than or equal
6791 #. ``ult``: unordered or less than
6792 #. ``ule``: unordered or less than or equal
6793 #. ``une``: unordered or not equal
6794 #. ``uno``: unordered (either nans)
6795 #. ``true``: no comparison, always returns true
6796
6797 *Ordered* means that neither operand is a QNAN while *unordered* means
6798 that either operand may be a QNAN.
6799
6800 Each of ``val1`` and ``val2`` arguments must be either a :ref:`floating
6801 point <t_floating>` type or a :ref:`vector <t_vector>` of floating point
6802 type. They must have identical types.
6803
6804 Semantics:
6805 """"""""""
6806
6807 The '``fcmp``' instruction compares ``op1`` and ``op2`` according to the
6808 condition code given as ``cond``. If the operands are vectors, then the
6809 vectors are compared element by element. Each comparison performed
6810 always yields an :ref:`i1 <t_integer>` result, as follows:
6811
6812 #. ``false``: always yields ``false``, regardless of operands.
6813 #. ``oeq``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6814    is equal to ``op2``.
6815 #. ``ogt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6816    is greater than ``op2``.
6817 #. ``oge``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6818    is greater than or equal to ``op2``.
6819 #. ``olt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6820    is less than ``op2``.
6821 #. ``ole``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6822    is less than or equal to ``op2``.
6823 #. ``one``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6824    is not equal to ``op2``.
6825 #. ``ord``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN.
6826 #. ``ueq``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6827    equal to ``op2``.
6828 #. ``ugt``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6829    greater than ``op2``.
6830 #. ``uge``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6831    greater than or equal to ``op2``.
6832 #. ``ult``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6833    less than ``op2``.
6834 #. ``ule``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6835    less than or equal to ``op2``.
6836 #. ``une``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6837    not equal to ``op2``.
6838 #. ``uno``: yields ``true`` if either operand is a QNAN.
6839 #. ``true``: always yields ``true``, regardless of operands.
6840
6841 Example:
6842 """"""""
6843
6844 .. code-block:: llvm
6845
6846       <result> = fcmp oeq float 4.0, 5.0    ; yields: result=false
6847       <result> = fcmp one float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
6848       <result> = fcmp olt float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
6849       <result> = fcmp ueq double 1.0, 2.0   ; yields: result=false
6850
6851 Note that the code generator does not yet support vector types with the
6852 ``fcmp`` instruction.
6853
6854 .. _i_phi:
6855
6856 '``phi``' Instruction
6857 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6858
6859 Syntax:
6860 """""""
6861
6862 ::
6863
6864       <result> = phi <ty> [ <val0>, <label0>], ...
6865
6866 Overview:
6867 """""""""
6868
6869 The '``phi``' instruction is used to implement the Ï† node in the SSA
6870 graph representing the function.
6871
6872 Arguments:
6873 """"""""""
6874
6875 The type of the incoming values is specified with the first type field.
6876 After this, the '``phi``' instruction takes a list of pairs as
6877 arguments, with one pair for each predecessor basic block of the current
6878 block. Only values of :ref:`first class <t_firstclass>` type may be used as
6879 the value arguments to the PHI node. Only labels may be used as the
6880 label arguments.
6881
6882 There must be no non-phi instructions between the start of a basic block
6883 and the PHI instructions: i.e. PHI instructions must be first in a basic
6884 block.
6885
6886 For the purposes of the SSA form, the use of each incoming value is
6887 deemed to occur on the edge from the corresponding predecessor block to
6888 the current block (but after any definition of an '``invoke``'
6889 instruction's return value on the same edge).
6890
6891 Semantics:
6892 """"""""""
6893
6894 At runtime, the '``phi``' instruction logically takes on the value
6895 specified by the pair corresponding to the predecessor basic block that
6896 executed just prior to the current block.
6897
6898 Example:
6899 """"""""
6900
6901 .. code-block:: llvm
6902
6903     Loop:       ; Infinite loop that counts from 0 on up...
6904       %indvar = phi i32 [ 0, %LoopHeader ], [ %nextindvar, %Loop ]
6905       %nextindvar = add i32 %indvar, 1
6906       br label %Loop
6907
6908 .. _i_select:
6909
6910 '``select``' Instruction
6911 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6912
6913 Syntax:
6914 """""""
6915
6916 ::
6917
6918       <result> = select selty <cond>, <ty> <val1>, <ty> <val2>             ; yields ty
6919
6920       selty is either i1 or {<N x i1>}
6921
6922 Overview:
6923 """""""""
6924
6925 The '``select``' instruction is used to choose one value based on a
6926 condition, without IR-level branching.
6927
6928 Arguments:
6929 """"""""""
6930
6931 The '``select``' instruction requires an 'i1' value or a vector of 'i1'
6932 values indicating the condition, and two values of the same :ref:`first
6933 class <t_firstclass>` type.
6934
6935 Semantics:
6936 """"""""""
6937
6938 If the condition is an i1 and it evaluates to 1, the instruction returns
6939 the first value argument; otherwise, it returns the second value
6940 argument.
6941
6942 If the condition is a vector of i1, then the value arguments must be
6943 vectors of the same size, and the selection is done element by element.
6944
6945 If the condition is an i1 and the value arguments are vectors of the
6946 same size, then an entire vector is selected.
6947
6948 Example:
6949 """"""""
6950
6951 .. code-block:: llvm
6952
6953       %X = select i1 true, i8 17, i8 42          ; yields i8:17
6954
6955 .. _i_call:
6956
6957 '``call``' Instruction
6958 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6959
6960 Syntax:
6961 """""""
6962
6963 ::
6964
6965       <result> = [tail | musttail] call [cconv] [ret attrs] <ty> [<fnty>*] <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
6966
6967 Overview:
6968 """""""""
6969
6970 The '``call``' instruction represents a simple function call.
6971
6972 Arguments:
6973 """"""""""
6974
6975 This instruction requires several arguments:
6976
6977 #. The optional ``tail`` and ``musttail`` markers indicate that the optimizers
6978    should perform tail call optimization.  The ``tail`` marker is a hint that
6979    `can be ignored <CodeGenerator.html#sibcallopt>`_.  The ``musttail`` marker
6980    means that the call must be tail call optimized in order for the program to
6981    be correct.  The ``musttail`` marker provides these guarantees:
6982
6983    #. The call will not cause unbounded stack growth if it is part of a
6984       recursive cycle in the call graph.
6985    #. Arguments with the :ref:`inalloca <attr_inalloca>` attribute are
6986       forwarded in place.
6987
6988    Both markers imply that the callee does not access allocas or varargs from
6989    the caller.  Calls marked ``musttail`` must obey the following additional
6990    rules:
6991
6992    - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction,
6993      or a pointer bitcast followed by a ret instruction.
6994    - The ret instruction must return the (possibly bitcasted) value
6995      produced by the call or void.
6996    - The caller and callee prototypes must match.  Pointer types of
6997      parameters or return types may differ in pointee type, but not
6998      in address space.
6999    - The calling conventions of the caller and callee must match.
7000    - All ABI-impacting function attributes, such as sret, byval, inreg,
7001      returned, and inalloca, must match.
7002    - The callee must be varargs iff the caller is varargs. Bitcasting a
7003      non-varargs function to the appropriate varargs type is legal so
7004      long as the non-varargs prefixes obey the other rules.
7005
7006    Tail call optimization for calls marked ``tail`` is guaranteed to occur if
7007    the following conditions are met:
7008
7009    -  Caller and callee both have the calling convention ``fastcc``.
7010    -  The call is in tail position (ret immediately follows call and ret
7011       uses value of call or is void).
7012    -  Option ``-tailcallopt`` is enabled, or
7013       ``llvm::GuaranteedTailCallOpt`` is ``true``.
7014    -  `Platform-specific constraints are
7015       met. <CodeGenerator.html#tailcallopt>`_
7016
7017 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
7018    convention <callingconv>` the call should use. If none is
7019    specified, the call defaults to using C calling conventions. The
7020    calling convention of the call must match the calling convention of
7021    the target function, or else the behavior is undefined.
7022 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
7023    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
7024    are valid here.
7025 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
7026    type of the return value. Functions that return no value are marked
7027    ``void``.
7028 #. '``fnty``': shall be the signature of the pointer to function value
7029    being invoked. The argument types must match the types implied by
7030    this signature. This type can be omitted if the function is not
7031    varargs and if the function type does not return a pointer to a
7032    function.
7033 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
7034    be invoked. In most cases, this is a direct function invocation, but
7035    indirect ``call``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
7036    to function value.
7037 #. '``function args``': argument list whose types match the function
7038    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
7039    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
7040    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
7041    extra arguments can be specified.
7042 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list. Only
7043    '``noreturn``', '``nounwind``', '``readonly``' and '``readnone``'
7044    attributes are valid here.
7045
7046 Semantics:
7047 """"""""""
7048
7049 The '``call``' instruction is used to cause control flow to transfer to
7050 a specified function, with its incoming arguments bound to the specified
7051 values. Upon a '``ret``' instruction in the called function, control
7052 flow continues with the instruction after the function call, and the
7053 return value of the function is bound to the result argument.
7054
7055 Example:
7056 """"""""
7057
7058 .. code-block:: llvm
7059
7060       %retval = call i32 @test(i32 %argc)
7061       call i32 (i8*, ...)* @printf(i8* %msg, i32 12, i8 42)        ; yields i32
7062       %X = tail call i32 @foo()                                    ; yields i32
7063       %Y = tail call fastcc i32 @foo()  ; yields i32
7064       call void %foo(i8 97 signext)
7065
7066       %struct.A = type { i32, i8 }
7067       %r = call %struct.A @foo()                        ; yields { i32, i8 }
7068       %gr = extractvalue %struct.A %r, 0                ; yields i32
7069       %gr1 = extractvalue %struct.A %r, 1               ; yields i8
7070       %Z = call void @foo() noreturn                    ; indicates that %foo never returns normally
7071       %ZZ = call zeroext i32 @bar()                     ; Return value is %zero extended
7072
7073 llvm treats calls to some functions with names and arguments that match
7074 the standard C99 library as being the C99 library functions, and may
7075 perform optimizations or generate code for them under that assumption.
7076 This is something we'd like to change in the future to provide better
7077 support for freestanding environments and non-C-based languages.
7078
7079 .. _i_va_arg:
7080
7081 '``va_arg``' Instruction
7082 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7083
7084 Syntax:
7085 """""""
7086
7087 ::
7088
7089       <resultval> = va_arg <va_list*> <arglist>, <argty>
7090
7091 Overview:
7092 """""""""
7093
7094 The '``va_arg``' instruction is used to access arguments passed through
7095 the "variable argument" area of a function call. It is used to implement
7096 the ``va_arg`` macro in C.
7097
7098 Arguments:
7099 """"""""""
7100
7101 This instruction takes a ``va_list*`` value and the type of the
7102 argument. It returns a value of the specified argument type and
7103 increments the ``va_list`` to point to the next argument. The actual
7104 type of ``va_list`` is target specific.
7105
7106 Semantics:
7107 """"""""""
7108
7109 The '``va_arg``' instruction loads an argument of the specified type
7110 from the specified ``va_list`` and causes the ``va_list`` to point to
7111 the next argument. For more information, see the variable argument
7112 handling :ref:`Intrinsic Functions <int_varargs>`.
7113
7114 It is legal for this instruction to be called in a function which does
7115 not take a variable number of arguments, for example, the ``vfprintf``
7116 function.
7117
7118 ``va_arg`` is an LLVM instruction instead of an :ref:`intrinsic
7119 function <intrinsics>` because it takes a type as an argument.
7120
7121 Example:
7122 """"""""
7123
7124 See the :ref:`variable argument processing <int_varargs>` section.
7125
7126 Note that the code generator does not yet fully support va\_arg on many
7127 targets. Also, it does not currently support va\_arg with aggregate
7128 types on any target.
7129
7130 .. _i_landingpad:
7131
7132 '``landingpad``' Instruction
7133 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7134
7135 Syntax:
7136 """""""
7137
7138 ::
7139
7140       <resultval> = landingpad <resultty> personality <type> <pers_fn> <clause>+
7141       <resultval> = landingpad <resultty> personality <type> <pers_fn> cleanup <clause>*
7142
7143       <clause> := catch <type> <value>
7144       <clause> := filter <array constant type> <array constant>
7145
7146 Overview:
7147 """""""""
7148
7149 The '``landingpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
7150 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
7151 is a landing pad --- one where the exception lands, and corresponds to the
7152 code found in the ``catch`` portion of a ``try``/``catch`` sequence. It
7153 defines values supplied by the personality function (``pers_fn``) upon
7154 re-entry to the function. The ``resultval`` has the type ``resultty``.
7155
7156 Arguments:
7157 """"""""""
7158
7159 This instruction takes a ``pers_fn`` value. This is the personality
7160 function associated with the unwinding mechanism. The optional
7161 ``cleanup`` flag indicates that the landing pad block is a cleanup.
7162
7163 A ``clause`` begins with the clause type --- ``catch`` or ``filter`` --- and
7164 contains the global variable representing the "type" that may be caught
7165 or filtered respectively. Unlike the ``catch`` clause, the ``filter``
7166 clause takes an array constant as its argument. Use
7167 "``[0 x i8**] undef``" for a filter which cannot throw. The
7168 '``landingpad``' instruction must contain *at least* one ``clause`` or
7169 the ``cleanup`` flag.
7170
7171 Semantics:
7172 """"""""""
7173
7174 The '``landingpad``' instruction defines the values which are set by the
7175 personality function (``pers_fn``) upon re-entry to the function, and
7176 therefore the "result type" of the ``landingpad`` instruction. As with
7177 calling conventions, how the personality function results are
7178 represented in LLVM IR is target specific.
7179
7180 The clauses are applied in order from top to bottom. If two
7181 ``landingpad`` instructions are merged together through inlining, the
7182 clauses from the calling function are appended to the list of clauses.
7183 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
7184 the exception is compared against each ``clause`` in turn. If it doesn't
7185 match any of the clauses, and the ``cleanup`` flag is not set, then
7186 unwinding continues further up the call stack.
7187
7188 The ``landingpad`` instruction has several restrictions:
7189
7190 -  A landing pad block is a basic block which is the unwind destination
7191    of an '``invoke``' instruction.
7192 -  A landing pad block must have a '``landingpad``' instruction as its
7193    first non-PHI instruction.
7194 -  There can be only one '``landingpad``' instruction within the landing
7195    pad block.
7196 -  A basic block that is not a landing pad block may not include a
7197    '``landingpad``' instruction.
7198 -  All '``landingpad``' instructions in a function must have the same
7199    personality function.
7200
7201 Example:
7202 """"""""
7203
7204 .. code-block:: llvm
7205
7206       ;; A landing pad which can catch an integer.
7207       %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
7208                catch i8** @_ZTIi
7209       ;; A landing pad that is a cleanup.
7210       %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
7211                cleanup
7212       ;; A landing pad which can catch an integer and can only throw a double.
7213       %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
7214                catch i8** @_ZTIi
7215                filter [1 x i8**] [@_ZTId]
7216
7217 .. _intrinsics:
7218
7219 Intrinsic Functions
7220 ===================
7221
7222 LLVM supports the notion of an "intrinsic function". These functions
7223 have well known names and semantics and are required to follow certain
7224 restrictions. Overall, these intrinsics represent an extension mechanism
7225 for the LLVM language that does not require changing all of the
7226 transformations in LLVM when adding to the language (or the bitcode
7227 reader/writer, the parser, etc...).
7228
7229 Intrinsic function names must all start with an "``llvm.``" prefix. This
7230 prefix is reserved in LLVM for intrinsic names; thus, function names may
7231 not begin with this prefix. Intrinsic functions must always be external
7232 functions: you cannot define the body of intrinsic functions. Intrinsic
7233 functions may only be used in call or invoke instructions: it is illegal
7234 to take the address of an intrinsic function. Additionally, because
7235 intrinsic functions are part of the LLVM language, it is required if any
7236 are added that they be documented here.
7237
7238 Some intrinsic functions can be overloaded, i.e., the intrinsic
7239 represents a family of functions that perform the same operation but on
7240 different data types. Because LLVM can represent over 8 million
7241 different integer types, overloading is used commonly to allow an
7242 intrinsic function to operate on any integer type. One or more of the
7243 argument types or the result type can be overloaded to accept any
7244 integer type. Argument types may also be defined as exactly matching a
7245 previous argument's type or the result type. This allows an intrinsic
7246 function which accepts multiple arguments, but needs all of them to be
7247 of the same type, to only be overloaded with respect to a single
7248 argument or the result.
7249
7250 Overloaded intrinsics will have the names of its overloaded argument
7251 types encoded into its function name, each preceded by a period. Only
7252 those types which are overloaded result in a name suffix. Arguments
7253 whose type is matched against another type do not. For example, the
7254 ``llvm.ctpop`` function can take an integer of any width and returns an
7255 integer of exactly the same integer width. This leads to a family of
7256 functions such as ``i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %val)`` and
7257 ``i29 @llvm.ctpop.i29(i29 %val)``. Only one type, the return type, is
7258 overloaded, and only one type suffix is required. Because the argument's
7259 type is matched against the return type, it does not require its own
7260 name suffix.
7261
7262 To learn how to add an intrinsic function, please see the `Extending
7263 LLVM Guide <ExtendingLLVM.html>`_.
7264
7265 .. _int_varargs:
7266
7267 Variable Argument Handling Intrinsics
7268 -------------------------------------
7269
7270 Variable argument support is defined in LLVM with the
7271 :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and these three intrinsic
7272 functions. These functions are related to the similarly named macros
7273 defined in the ``<stdarg.h>`` header file.
7274
7275 All of these functions operate on arguments that use a target-specific
7276 value type "``va_list``". The LLVM assembly language reference manual
7277 does not define what this type is, so all transformations should be
7278 prepared to handle these functions regardless of the type used.
7279
7280 This example shows how the :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and the
7281 variable argument handling intrinsic functions are used.
7282
7283 .. code-block:: llvm
7284
7285     ; This struct is different for every platform. For most platforms,
7286     ; it is merely an i8*.
7287     %struct.va_list = type { i8* }
7288
7289     ; For Unix x86_64 platforms, va_list is the following struct:
7290     ; %struct.va_list = type { i32, i32, i8*, i8* }
7291
7292     define i32 @test(i32 %X, ...) {
7293       ; Initialize variable argument processing
7294       %ap = alloca %struct.va_list
7295       %ap2 = bitcast %struct.va_list* %ap to i8*
7296       call void @llvm.va_start(i8* %ap2)
7297
7298       ; Read a single integer argument
7299       %tmp = va_arg i8* %ap2, i32
7300
7301       ; Demonstrate usage of llvm.va_copy and llvm.va_end
7302       %aq = alloca i8*
7303       %aq2 = bitcast i8** %aq to i8*
7304       call void @llvm.va_copy(i8* %aq2, i8* %ap2)
7305       call void @llvm.va_end(i8* %aq2)
7306
7307       ; Stop processing of arguments.
7308       call void @llvm.va_end(i8* %ap2)
7309       ret i32 %tmp
7310     }
7311
7312     declare void @llvm.va_start(i8*)
7313     declare void @llvm.va_copy(i8*, i8*)
7314     declare void @llvm.va_end(i8*)
7315
7316 .. _int_va_start:
7317
7318 '``llvm.va_start``' Intrinsic
7319 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7320
7321 Syntax:
7322 """""""
7323
7324 ::
7325
7326       declare void @llvm.va_start(i8* <arglist>)
7327
7328 Overview:
7329 """""""""
7330
7331 The '``llvm.va_start``' intrinsic initializes ``*<arglist>`` for
7332 subsequent use by ``va_arg``.
7333
7334 Arguments:
7335 """"""""""
7336
7337 The argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
7338
7339 Semantics:
7340 """"""""""
7341
7342 The '``llvm.va_start``' intrinsic works just like the ``va_start`` macro
7343 available in C. In a target-dependent way, it initializes the
7344 ``va_list`` element to which the argument points, so that the next call
7345 to ``va_arg`` will produce the first variable argument passed to the
7346 function. Unlike the C ``va_start`` macro, this intrinsic does not need
7347 to know the last argument of the function as the compiler can figure
7348 that out.
7349
7350 '``llvm.va_end``' Intrinsic
7351 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7352
7353 Syntax:
7354 """""""
7355
7356 ::
7357
7358       declare void @llvm.va_end(i8* <arglist>)
7359
7360 Overview:
7361 """""""""
7362
7363 The '``llvm.va_end``' intrinsic destroys ``*<arglist>``, which has been
7364 initialized previously with ``llvm.va_start`` or ``llvm.va_copy``.
7365
7366 Arguments:
7367 """"""""""
7368
7369 The argument is a pointer to a ``va_list`` to destroy.
7370
7371 Semantics:
7372 """"""""""
7373
7374 The '``llvm.va_end``' intrinsic works just like the ``va_end`` macro
7375 available in C. In a target-dependent way, it destroys the ``va_list``
7376 element to which the argument points. Calls to
7377 :ref:`llvm.va_start <int_va_start>` and
7378 :ref:`llvm.va_copy <int_va_copy>` must be matched exactly with calls to
7379 ``llvm.va_end``.
7380
7381 .. _int_va_copy:
7382
7383 '``llvm.va_copy``' Intrinsic
7384 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7385
7386 Syntax:
7387 """""""
7388
7389 ::
7390
7391       declare void @llvm.va_copy(i8* <destarglist>, i8* <srcarglist>)
7392
7393 Overview:
7394 """""""""
7395
7396 The '``llvm.va_copy``' intrinsic copies the current argument position
7397 from the source argument list to the destination argument list.
7398
7399 Arguments:
7400 """"""""""
7401
7402 The first argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
7403 The second argument is a pointer to a ``va_list`` element to copy from.
7404
7405 Semantics:
7406 """"""""""
7407
7408 The '``llvm.va_copy``' intrinsic works just like the ``va_copy`` macro
7409 available in C. In a target-dependent way, it copies the source
7410 ``va_list`` element into the destination ``va_list`` element. This
7411 intrinsic is necessary because the `` llvm.va_start`` intrinsic may be
7412 arbitrarily complex and require, for example, memory allocation.
7413
7414 Accurate Garbage Collection Intrinsics
7415 --------------------------------------
7416
7417 LLVM's support for `Accurate Garbage Collection <GarbageCollection.html>`_
7418 (GC) requires the frontend to generate code containing appropriate intrinsic
7419 calls and select an appropriate GC strategy which knows how to lower these
7420 intrinsics in a manner which is appropriate for the target collector.
7421
7422 These intrinsics allow identification of :ref:`GC roots on the
7423 stack <int_gcroot>`, as well as garbage collector implementations that
7424 require :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers.
7425 Frontends for type-safe garbage collected languages should generate
7426 these intrinsics to make use of the LLVM garbage collectors. For more
7427 details, see `Garbage Collection with LLVM <GarbageCollection.html>`_.
7428
7429 Experimental Statepoint Intrinsics
7430 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7431
7432 LLVM provides an second experimental set of intrinsics for describing garbage
7433 collection safepoints in compiled code.  These intrinsics are an alternative
7434 to the ``llvm.gcroot`` intrinsics, but are compatible with the ones for
7435 :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers.  The
7436 differences in approach are covered in the `Garbage Collection with LLVM
7437 <GarbageCollection.html>`_ documentation.  The intrinsics themselves are
7438 described in :doc:`Statepoints`.
7439
7440 .. _int_gcroot:
7441
7442 '``llvm.gcroot``' Intrinsic
7443 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7444
7445 Syntax:
7446 """""""
7447
7448 ::
7449
7450       declare void @llvm.gcroot(i8** %ptrloc, i8* %metadata)
7451
7452 Overview:
7453 """""""""
7454
7455 The '``llvm.gcroot``' intrinsic declares the existence of a GC root to
7456 the code generator, and allows some metadata to be associated with it.
7457
7458 Arguments:
7459 """"""""""
7460
7461 The first argument specifies the address of a stack object that contains
7462 the root pointer. The second pointer (which must be either a constant or
7463 a global value address) contains the meta-data to be associated with the
7464 root.
7465
7466 Semantics:
7467 """"""""""
7468
7469 At runtime, a call to this intrinsic stores a null pointer into the
7470 "ptrloc" location. At compile-time, the code generator generates
7471 information to allow the runtime to find the pointer at GC safe points.
7472 The '``llvm.gcroot``' intrinsic may only be used in a function which
7473 :ref:`specifies a GC algorithm <gc>`.
7474
7475 .. _int_gcread:
7476
7477 '``llvm.gcread``' Intrinsic
7478 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7479
7480 Syntax:
7481 """""""
7482
7483 ::
7484
7485       declare i8* @llvm.gcread(i8* %ObjPtr, i8** %Ptr)
7486
7487 Overview:
7488 """""""""
7489
7490 The '``llvm.gcread``' intrinsic identifies reads of references from heap
7491 locations, allowing garbage collector implementations that require read
7492 barriers.
7493
7494 Arguments:
7495 """"""""""
7496
7497 The second argument is the address to read from, which should be an
7498 address allocated from the garbage collector. The first object is a
7499 pointer to the start of the referenced object, if needed by the language
7500 runtime (otherwise null).
7501
7502 Semantics:
7503 """"""""""
7504
7505 The '``llvm.gcread``' intrinsic has the same semantics as a load
7506 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
7507 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcread``'
7508 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
7509 algorithm <gc>`.
7510
7511 .. _int_gcwrite:
7512
7513 '``llvm.gcwrite``' Intrinsic
7514 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7515
7516 Syntax:
7517 """""""
7518
7519 ::
7520
7521       declare void @llvm.gcwrite(i8* %P1, i8* %Obj, i8** %P2)
7522
7523 Overview:
7524 """""""""
7525
7526 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic identifies writes of references to heap
7527 locations, allowing garbage collector implementations that require write
7528 barriers (such as generational or reference counting collectors).
7529
7530 Arguments:
7531 """"""""""
7532
7533 The first argument is the reference to store, the second is the start of
7534 the object to store it to, and the third is the address of the field of
7535 Obj to store to. If the runtime does not require a pointer to the
7536 object, Obj may be null.
7537
7538 Semantics:
7539 """"""""""
7540
7541 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic has the same semantics as a store
7542 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
7543 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcwrite``'
7544 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
7545 algorithm <gc>`.
7546
7547 Code Generator Intrinsics
7548 -------------------------
7549
7550 These intrinsics are provided by LLVM to expose special features that
7551 may only be implemented with code generator support.
7552
7553 '``llvm.returnaddress``' Intrinsic
7554 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7555
7556 Syntax:
7557 """""""
7558
7559 ::
7560
7561       declare i8  *@llvm.returnaddress(i32 <level>)
7562
7563 Overview:
7564 """""""""
7565
7566 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic attempts to compute a
7567 target-specific value indicating the return address of the current
7568 function or one of its callers.
7569
7570 Arguments:
7571 """"""""""
7572
7573 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
7574 address for. Zero indicates the calling function, one indicates its
7575 caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
7576 value.
7577
7578 Semantics:
7579 """"""""""
7580
7581 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic either returns a pointer
7582 indicating the return address of the specified call frame, or zero if it
7583 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
7584 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
7585 used for debugging purposes.
7586
7587 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
7588 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
7589 of the obvious source-language caller.
7590
7591 '``llvm.frameaddress``' Intrinsic
7592 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7593
7594 Syntax:
7595 """""""
7596
7597 ::
7598
7599       declare i8* @llvm.frameaddress(i32 <level>)
7600
7601 Overview:
7602 """""""""
7603
7604 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic attempts to return the
7605 target-specific frame pointer value for the specified stack frame.
7606
7607 Arguments:
7608 """"""""""
7609
7610 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
7611 frame pointer for. Zero indicates the calling function, one indicates
7612 its caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
7613 value.
7614
7615 Semantics:
7616 """"""""""
7617
7618 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic either returns a pointer
7619 indicating the frame address of the specified call frame, or zero if it
7620 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
7621 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
7622 used for debugging purposes.
7623
7624 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
7625 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
7626 of the obvious source-language caller.
7627
7628 '``llvm.frameescape``' and '``llvm.framerecover``' Intrinsics
7629 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7630
7631 Syntax:
7632 """""""
7633
7634 ::
7635
7636       declare void @llvm.frameescape(...)
7637       declare i8* @llvm.framerecover(i8* %func, i8* %fp, i32 %idx)
7638
7639 Overview:
7640 """""""""
7641
7642 The '``llvm.frameescape``' intrinsic escapes offsets of a collection of static
7643 allocas, and the '``llvm.framerecover``' intrinsic applies those offsets to a
7644 live frame pointer to recover the address of the allocation. The offset is
7645 computed during frame layout of the caller of ``llvm.frameescape``.
7646
7647 Arguments:
7648 """"""""""
7649
7650 All arguments to '``llvm.frameescape``' must be pointers to static allocas or
7651 casts of static allocas. Each function can only call '``llvm.frameescape``'
7652 once, and it can only do so from the entry block.
7653
7654 The ``func`` argument to '``llvm.framerecover``' must be a constant
7655 bitcasted pointer to a function defined in the current module. The code
7656 generator cannot determine the frame allocation offset of functions defined in
7657 other modules.
7658
7659 The ``fp`` argument to '``llvm.framerecover``' must be a frame
7660 pointer of a call frame that is currently live. The return value of
7661 '``llvm.frameaddress``' is one way to produce such a value, but most platforms
7662 also expose the frame pointer through stack unwinding mechanisms.
7663
7664 The ``idx`` argument to '``llvm.framerecover``' indicates which alloca passed to
7665 '``llvm.frameescape``' to recover. It is zero-indexed.
7666
7667 Semantics:
7668 """"""""""
7669
7670 These intrinsics allow a group of functions to access one stack memory
7671 allocation in an ancestor stack frame. The memory returned from
7672 '``llvm.frameallocate``' may be allocated prior to stack realignment, so the
7673 memory is only aligned to the ABI-required stack alignment.  Each function may
7674 only call '``llvm.frameallocate``' one or zero times from the function entry
7675 block.  The frame allocation intrinsic inhibits inlining, as any frame
7676 allocations in the inlined function frame are likely to be at a different
7677 offset from the one used by '``llvm.framerecover``' called with the
7678 uninlined function.
7679
7680 .. _int_read_register:
7681 .. _int_write_register:
7682
7683 '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' Intrinsics
7684 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7685
7686 Syntax:
7687 """""""
7688
7689 ::
7690
7691       declare i32 @llvm.read_register.i32(metadata)
7692       declare i64 @llvm.read_register.i64(metadata)
7693       declare void @llvm.write_register.i32(metadata, i32 @value)
7694       declare void @llvm.write_register.i64(metadata, i64 @value)
7695       !0 = !{!"sp\00"}
7696
7697 Overview:
7698 """""""""
7699
7700 The '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' intrinsics
7701 provides access to the named register. The register must be valid on
7702 the architecture being compiled to. The type needs to be compatible
7703 with the register being read.
7704
7705 Semantics:
7706 """"""""""
7707
7708 The '``llvm.read_register``' intrinsic returns the current value of the
7709 register, where possible. The '``llvm.write_register``' intrinsic sets
7710 the current value of the register, where possible.
7711
7712 This is useful to implement named register global variables that need
7713 to always be mapped to a specific register, as is common practice on
7714 bare-metal programs including OS kernels.
7715
7716 The compiler doesn't check for register availability or use of the used
7717 register in surrounding code, including inline assembly. Because of that,
7718 allocatable registers are not supported.
7719
7720 Warning: So far it only works with the stack pointer on selected
7721 architectures (ARM, AArch64, PowerPC and x86_64). Significant amount of
7722 work is needed to support other registers and even more so, allocatable
7723 registers.
7724
7725 .. _int_stacksave:
7726
7727 '``llvm.stacksave``' Intrinsic
7728 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7729
7730 Syntax:
7731 """""""
7732
7733 ::
7734
7735       declare i8* @llvm.stacksave()
7736
7737 Overview:
7738 """""""""
7739
7740 The '``llvm.stacksave``' intrinsic is used to remember the current state
7741 of the function stack, for use with
7742 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. This is useful for
7743 implementing language features like scoped automatic variable sized
7744 arrays in C99.
7745
7746 Semantics:
7747 """"""""""
7748
7749 This intrinsic returns a opaque pointer value that can be passed to
7750 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. When an
7751 ``llvm.stackrestore`` intrinsic is executed with a value saved from
7752 ``llvm.stacksave``, it effectively restores the state of the stack to
7753 the state it was in when the ``llvm.stacksave`` intrinsic executed. In
7754 practice, this pops any :ref:`alloca <i_alloca>` blocks from the stack that
7755 were allocated after the ``llvm.stacksave`` was executed.
7756
7757 .. _int_stackrestore:
7758
7759 '``llvm.stackrestore``' Intrinsic
7760 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7761
7762 Syntax:
7763 """""""
7764
7765 ::
7766
7767       declare void @llvm.stackrestore(i8* %ptr)
7768
7769 Overview:
7770 """""""""
7771
7772 The '``llvm.stackrestore``' intrinsic is used to restore the state of
7773 the function stack to the state it was in when the corresponding
7774 :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` intrinsic executed. This is
7775 useful for implementing language features like scoped automatic variable
7776 sized arrays in C99.
7777
7778 Semantics:
7779 """"""""""
7780
7781 See the description for :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>`.
7782
7783 '``llvm.prefetch``' Intrinsic
7784 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7785
7786 Syntax:
7787 """""""
7788
7789 ::
7790
7791       declare void @llvm.prefetch(i8* <address>, i32 <rw>, i32 <locality>, i32 <cache type>)
7792
7793 Overview:
7794 """""""""
7795
7796 The '``llvm.prefetch``' intrinsic is a hint to the code generator to
7797 insert a prefetch instruction if supported; otherwise, it is a noop.
7798 Prefetches have no effect on the behavior of the program but can change
7799 its performance characteristics.
7800
7801 Arguments:
7802 """"""""""
7803
7804 ``address`` is the address to be prefetched, ``rw`` is the specifier
7805 determining if the fetch should be for a read (0) or write (1), and
7806 ``locality`` is a temporal locality specifier ranging from (0) - no
7807 locality, to (3) - extremely local keep in cache. The ``cache type``
7808 specifies whether the prefetch is performed on the data (1) or
7809 instruction (0) cache. The ``rw``, ``locality`` and ``cache type``
7810 arguments must be constant integers.
7811
7812 Semantics:
7813 """"""""""
7814
7815 This intrinsic does not modify the behavior of the program. In
7816 particular, prefetches cannot trap and do not produce a value. On
7817 targets that support this intrinsic, the prefetch can provide hints to
7818 the processor cache for better performance.
7819
7820 '``llvm.pcmarker``' Intrinsic
7821 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7822
7823 Syntax:
7824 """""""
7825
7826 ::
7827
7828       declare void @llvm.pcmarker(i32 <id>)
7829
7830 Overview:
7831 """""""""
7832
7833 The '``llvm.pcmarker``' intrinsic is a method to export a Program
7834 Counter (PC) in a region of code to simulators and other tools. The
7835 method is target specific, but it is expected that the marker will use
7836 exported symbols to transmit the PC of the marker. The marker makes no
7837 guarantees that it will remain with any specific instruction after
7838 optimizations. It is possible that the presence of a marker will inhibit
7839 optimizations. The intended use is to be inserted after optimizations to
7840 allow correlations of simulation runs.
7841
7842 Arguments:
7843 """"""""""
7844
7845 ``id`` is a numerical id identifying the marker.
7846
7847 Semantics:
7848 """"""""""
7849
7850 This intrinsic does not modify the behavior of the program. Backends
7851 that do not support this intrinsic may ignore it.
7852
7853 '``llvm.readcyclecounter``' Intrinsic
7854 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7855
7856 Syntax:
7857 """""""
7858
7859 ::
7860
7861       declare i64 @llvm.readcyclecounter()
7862
7863 Overview:
7864 """""""""
7865
7866 The '``llvm.readcyclecounter``' intrinsic provides access to the cycle
7867 counter register (or similar low latency, high accuracy clocks) on those
7868 targets that support it. On X86, it should map to RDTSC. On Alpha, it
7869 should map to RPCC. As the backing counters overflow quickly (on the
7870 order of 9 seconds on alpha), this should only be used for small
7871 timings.
7872
7873 Semantics:
7874 """"""""""
7875
7876 When directly supported, reading the cycle counter should not modify any
7877 memory. Implementations are allowed to either return a application
7878 specific value or a system wide value. On backends without support, this
7879 is lowered to a constant 0.
7880
7881 Note that runtime support may be conditional on the privilege-level code is
7882 running at and the host platform.
7883
7884 '``llvm.clear_cache``' Intrinsic
7885 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7886
7887 Syntax:
7888 """""""
7889
7890 ::
7891
7892       declare void @llvm.clear_cache(i8*, i8*)
7893
7894 Overview:
7895 """""""""
7896
7897 The '``llvm.clear_cache``' intrinsic ensures visibility of modifications
7898 in the specified range to the execution unit of the processor. On
7899 targets with non-unified instruction and data cache, the implementation
7900 flushes the instruction cache.
7901
7902 Semantics:
7903 """"""""""
7904
7905 On platforms with coherent instruction and data caches (e.g. x86), this
7906 intrinsic is a nop. On platforms with non-coherent instruction and data
7907 cache (e.g. ARM, MIPS), the intrinsic is lowered either to appropriate
7908 instructions or a system call, if cache flushing requires special
7909 privileges.
7910
7911 The default behavior is to emit a call to ``__clear_cache`` from the run
7912 time library.
7913
7914 This instrinsic does *not* empty the instruction pipeline. Modifications
7915 of the current function are outside the scope of the intrinsic.
7916
7917 '``llvm.instrprof_increment``' Intrinsic
7918 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7919
7920 Syntax:
7921 """""""
7922
7923 ::
7924
7925       declare void @llvm.instrprof_increment(i8* <name>, i64 <hash>,
7926                                              i32 <num-counters>, i32 <index>)
7927
7928 Overview:
7929 """""""""
7930
7931 The '``llvm.instrprof_increment``' intrinsic can be emitted by a
7932 frontend for use with instrumentation based profiling. These will be
7933 lowered by the ``-instrprof`` pass to generate execution counts of a
7934 program at runtime.
7935
7936 Arguments:
7937 """"""""""
7938
7939 The first argument is a pointer to a global variable containing the
7940 name of the entity being instrumented. This should generally be the
7941 (mangled) function name for a set of counters.
7942
7943 The second argument is a hash value that can be used by the consumer
7944 of the profile data to detect changes to the instrumented source, and
7945 the third is the number of counters associated with ``name``. It is an
7946 error if ``hash`` or ``num-counters`` differ between two instances of
7947 ``instrprof_increment`` that refer to the same name.
7948
7949 The last argument refers to which of the counters for ``name`` should
7950 be incremented. It should be a value between 0 and ``num-counters``.
7951
7952 Semantics:
7953 """"""""""
7954
7955 This intrinsic represents an increment of a profiling counter. It will
7956 cause the ``-instrprof`` pass to generate the appropriate data
7957 structures and the code to increment the appropriate value, in a
7958 format that can be written out by a compiler runtime and consumed via
7959 the ``llvm-profdata`` tool.
7960
7961 Standard C Library Intrinsics
7962 -----------------------------
7963
7964 LLVM provides intrinsics for a few important standard C library
7965 functions. These intrinsics allow source-language front-ends to pass
7966 information about the alignment of the pointer arguments to the code
7967 generator, providing opportunity for more efficient code generation.
7968
7969 .. _int_memcpy:
7970
7971 '``llvm.memcpy``' Intrinsic
7972 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7973
7974 Syntax:
7975 """""""
7976
7977 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy`` on any
7978 integer bit width and for different address spaces. Not all targets
7979 support all bit widths however.
7980
7981 ::
7982
7983       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
7984                                               i32 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
7985       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
7986                                               i64 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
7987
7988 Overview:
7989 """""""""
7990
7991 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
7992 source location to the destination location.
7993
7994 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memcpy.*``
7995 intrinsics do not return a value, takes extra alignment/isvolatile
7996 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
7997
7998 Arguments:
7999 """"""""""
8000
8001 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
8002 pointer to the source. The third argument is an integer argument
8003 specifying the number of bytes to copy, the fourth argument is the
8004 alignment of the source and destination locations, and the fifth is a
8005 boolean indicating a volatile access.
8006
8007 If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
8008 then the caller guarantees that both the source and destination pointers
8009 are aligned to that boundary.
8010
8011 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memcpy`` call is
8012 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
8013 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
8014
8015 Semantics:
8016 """"""""""
8017
8018 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
8019 source location to the destination location, which are not allowed to
8020 overlap. It copies "len" bytes of memory over. If the argument is known
8021 to be aligned to some boundary, this can be specified as the fourth
8022 argument, otherwise it should be set to 0 or 1 (both meaning no alignment).
8023
8024 '``llvm.memmove``' Intrinsic
8025 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8026
8027 Syntax:
8028 """""""
8029
8030 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memmove on any integer
8031 bit width and for different address space. Not all targets support all
8032 bit widths however.
8033
8034 ::
8035
8036       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
8037                                                i32 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
8038       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
8039                                                i64 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
8040
8041 Overview:
8042 """""""""
8043
8044 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics move a block of memory from the
8045 source location to the destination location. It is similar to the
8046 '``llvm.memcpy``' intrinsic but allows the two memory locations to
8047 overlap.
8048
8049 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memmove.*``
8050 intrinsics do not return a value, takes extra alignment/isvolatile
8051 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
8052
8053 Arguments:
8054 """"""""""
8055
8056 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
8057 pointer to the source. The third argument is an integer argument
8058 specifying the number of bytes to copy, the fourth argument is the
8059 alignment of the source and destination locations, and the fifth is a
8060 boolean indicating a volatile access.
8061
8062 If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
8063 then the caller guarantees that the source and destination pointers are
8064 aligned to that boundary.
8065
8066 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memmove`` call
8067 is a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is
8068 not very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
8069
8070 Semantics:
8071 """"""""""
8072
8073 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics copy a block of memory from the
8074 source location to the destination location, which may overlap. It
8075 copies "len" bytes of memory over. If the argument is known to be
8076 aligned to some boundary, this can be specified as the fourth argument,
8077 otherwise it should be set to 0 or 1 (both meaning no alignment).
8078
8079 '``llvm.memset.*``' Intrinsics
8080 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8081
8082 Syntax:
8083 """""""
8084
8085 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memset on any integer
8086 bit width and for different address spaces. However, not all targets
8087 support all bit widths.
8088
8089 ::
8090
8091       declare void @llvm.memset.p0i8.i32(i8* <dest>, i8 <val>,
8092                                          i32 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
8093       declare void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* <dest>, i8 <val>,
8094                                          i64 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
8095
8096 Overview:
8097 """""""""
8098
8099 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill a block of memory with a
8100 particular byte value.
8101
8102 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memset``
8103 intrinsic does not return a value and takes extra alignment/volatile
8104 arguments. Also, the destination can be in an arbitrary address space.
8105
8106 Arguments:
8107 """"""""""
8108
8109 The first argument is a pointer to the destination to fill, the second
8110 is the byte value with which to fill it, the third argument is an
8111 integer argument specifying the number of bytes to fill, and the fourth
8112 argument is the known alignment of the destination location.
8113
8114 If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
8115 then the caller guarantees that the destination pointer is aligned to
8116 that boundary.
8117
8118 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memset`` call is
8119 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
8120 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
8121
8122 Semantics:
8123 """"""""""
8124
8125 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill "len" bytes of memory starting
8126 at the destination location. If the argument is known to be aligned to
8127 some boundary, this can be specified as the fourth argument, otherwise
8128 it should be set to 0 or 1 (both meaning no alignment).
8129
8130 '``llvm.sqrt.*``' Intrinsic
8131 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8132
8133 Syntax:
8134 """""""
8135
8136 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sqrt`` on any
8137 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8138 all types however.
8139
8140 ::
8141
8142       declare float     @llvm.sqrt.f32(float %Val)
8143       declare double    @llvm.sqrt.f64(double %Val)
8144       declare x86_fp80  @llvm.sqrt.f80(x86_fp80 %Val)
8145       declare fp128     @llvm.sqrt.f128(fp128 %Val)
8146       declare ppc_fp128 @llvm.sqrt.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
8147
8148 Overview:
8149 """""""""
8150
8151 The '``llvm.sqrt``' intrinsics return the sqrt of the specified operand,
8152 returning the same value as the libm '``sqrt``' functions would. Unlike
8153 ``sqrt`` in libm, however, ``llvm.sqrt`` has undefined behavior for
8154 negative numbers other than -0.0 (which allows for better optimization,
8155 because there is no need to worry about errno being set).
8156 ``llvm.sqrt(-0.0)`` is defined to return -0.0 like IEEE sqrt.
8157
8158 Arguments:
8159 """"""""""
8160
8161 The argument and return value are floating point numbers of the same
8162 type.
8163
8164 Semantics:
8165 """"""""""
8166
8167 This function returns the sqrt of the specified operand if it is a
8168 nonnegative floating point number.
8169
8170 '``llvm.powi.*``' Intrinsic
8171 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8172
8173 Syntax:
8174 """""""
8175
8176 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.powi`` on any
8177 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8178 all types however.
8179
8180 ::
8181
8182       declare float     @llvm.powi.f32(float  %Val, i32 %power)
8183       declare double    @llvm.powi.f64(double %Val, i32 %power)
8184       declare x86_fp80  @llvm.powi.f80(x86_fp80  %Val, i32 %power)
8185       declare fp128     @llvm.powi.f128(fp128 %Val, i32 %power)
8186       declare ppc_fp128 @llvm.powi.ppcf128(ppc_fp128  %Val, i32 %power)
8187
8188 Overview:
8189 """""""""
8190
8191 The '``llvm.powi.*``' intrinsics return the first operand raised to the
8192 specified (positive or negative) power. The order of evaluation of
8193 multiplications is not defined. When a vector of floating point type is
8194 used, the second argument remains a scalar integer value.
8195
8196 Arguments:
8197 """"""""""
8198
8199 The second argument is an integer power, and the first is a value to
8200 raise to that power.
8201
8202 Semantics:
8203 """"""""""
8204
8205 This function returns the first value raised to the second power with an
8206 unspecified sequence of rounding operations.
8207
8208 '``llvm.sin.*``' Intrinsic
8209 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8210
8211 Syntax:
8212 """""""
8213
8214 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sin`` on any
8215 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8216 all types however.
8217
8218 ::
8219
8220       declare float     @llvm.sin.f32(float  %Val)
8221       declare double    @llvm.sin.f64(double %Val)
8222       declare x86_fp80  @llvm.sin.f80(x86_fp80  %Val)
8223       declare fp128     @llvm.sin.f128(fp128 %Val)
8224       declare ppc_fp128 @llvm.sin.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8225
8226 Overview:
8227 """""""""
8228
8229 The '``llvm.sin.*``' intrinsics return the sine of the operand.
8230
8231 Arguments:
8232 """"""""""
8233
8234 The argument and return value are floating point numbers of the same
8235 type.
8236
8237 Semantics:
8238 """"""""""
8239
8240 This function returns the sine of the specified operand, returning the
8241 same values as the libm ``sin`` functions would, and handles error
8242 conditions in the same way.
8243
8244 '``llvm.cos.*``' Intrinsic
8245 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8246
8247 Syntax:
8248 """""""
8249
8250 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cos`` on any
8251 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8252 all types however.
8253
8254 ::
8255
8256       declare float     @llvm.cos.f32(float  %Val)
8257       declare double    @llvm.cos.f64(double %Val)
8258       declare x86_fp80  @llvm.cos.f80(x86_fp80  %Val)
8259       declare fp128     @llvm.cos.f128(fp128 %Val)
8260       declare ppc_fp128 @llvm.cos.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8261
8262 Overview:
8263 """""""""
8264
8265 The '``llvm.cos.*``' intrinsics return the cosine of the operand.
8266
8267 Arguments:
8268 """"""""""
8269
8270 The argument and return value are floating point numbers of the same
8271 type.
8272
8273 Semantics:
8274 """"""""""
8275
8276 This function returns the cosine of the specified operand, returning the
8277 same values as the libm ``cos`` functions would, and handles error
8278 conditions in the same way.
8279
8280 '``llvm.pow.*``' Intrinsic
8281 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8282
8283 Syntax:
8284 """""""
8285
8286 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.pow`` on any
8287 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8288 all types however.
8289
8290 ::
8291
8292       declare float     @llvm.pow.f32(float  %Val, float %Power)
8293       declare double    @llvm.pow.f64(double %Val, double %Power)
8294       declare x86_fp80  @llvm.pow.f80(x86_fp80  %Val, x86_fp80 %Power)
8295       declare fp128     @llvm.pow.f128(fp128 %Val, fp128 %Power)
8296       declare ppc_fp128 @llvm.pow.ppcf128(ppc_fp128  %Val, ppc_fp128 Power)
8297
8298 Overview:
8299 """""""""
8300
8301 The '``llvm.pow.*``' intrinsics return the first operand raised to the
8302 specified (positive or negative) power.
8303
8304 Arguments:
8305 """"""""""
8306
8307 The second argument is a floating point power, and the first is a value
8308 to raise to that power.
8309
8310 Semantics:
8311 """"""""""
8312
8313 This function returns the first value raised to the second power,
8314 returning the same values as the libm ``pow`` functions would, and
8315 handles error conditions in the same way.
8316
8317 '``llvm.exp.*``' Intrinsic
8318 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8319
8320 Syntax:
8321 """""""
8322
8323 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp`` on any
8324 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8325 all types however.
8326
8327 ::
8328
8329       declare float     @llvm.exp.f32(float  %Val)
8330       declare double    @llvm.exp.f64(double %Val)
8331       declare x86_fp80  @llvm.exp.f80(x86_fp80  %Val)
8332       declare fp128     @llvm.exp.f128(fp128 %Val)
8333       declare ppc_fp128 @llvm.exp.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8334
8335 Overview:
8336 """""""""
8337
8338 The '``llvm.exp.*``' intrinsics perform the exp function.
8339
8340 Arguments:
8341 """"""""""
8342
8343 The argument and return value are floating point numbers of the same
8344 type.
8345
8346 Semantics:
8347 """"""""""
8348
8349 This function returns the same values as the libm ``exp`` functions
8350 would, and handles error conditions in the same way.
8351
8352 '``llvm.exp2.*``' Intrinsic
8353 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8354
8355 Syntax:
8356 """""""
8357
8358 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp2`` on any
8359 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8360 all types however.
8361
8362 ::
8363
8364       declare float     @llvm.exp2.f32(float  %Val)
8365       declare double    @llvm.exp2.f64(double %Val)
8366       declare x86_fp80  @llvm.exp2.f80(x86_fp80  %Val)
8367       declare fp128     @llvm.exp2.f128(fp128 %Val)
8368       declare ppc_fp128 @llvm.exp2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8369
8370 Overview:
8371 """""""""
8372
8373 The '``llvm.exp2.*``' intrinsics perform the exp2 function.
8374
8375 Arguments:
8376 """"""""""
8377
8378 The argument and return value are floating point numbers of the same
8379 type.
8380
8381 Semantics:
8382 """"""""""
8383
8384 This function returns the same values as the libm ``exp2`` functions
8385 would, and handles error conditions in the same way.
8386
8387 '``llvm.log.*``' Intrinsic
8388 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8389
8390 Syntax:
8391 """""""
8392
8393 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log`` on any
8394 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8395 all types however.
8396
8397 ::
8398
8399       declare float     @llvm.log.f32(float  %Val)
8400       declare double    @llvm.log.f64(double %Val)
8401       declare x86_fp80  @llvm.log.f80(x86_fp80  %Val)
8402       declare fp128     @llvm.log.f128(fp128 %Val)
8403       declare ppc_fp128 @llvm.log.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8404
8405 Overview:
8406 """""""""
8407
8408 The '``llvm.log.*``' intrinsics perform the log function.
8409
8410 Arguments:
8411 """"""""""
8412
8413 The argument and return value are floating point numbers of the same
8414 type.
8415
8416 Semantics:
8417 """"""""""
8418
8419 This function returns the same values as the libm ``log`` functions
8420 would, and handles error conditions in the same way.
8421
8422 '``llvm.log10.*``' Intrinsic
8423 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8424
8425 Syntax:
8426 """""""
8427
8428 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log10`` on any
8429 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8430 all types however.
8431
8432 ::
8433
8434       declare float     @llvm.log10.f32(float  %Val)
8435       declare double    @llvm.log10.f64(double %Val)
8436       declare x86_fp80  @llvm.log10.f80(x86_fp80  %Val)
8437       declare fp128     @llvm.log10.f128(fp128 %Val)
8438       declare ppc_fp128 @llvm.log10.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8439
8440 Overview:
8441 """""""""
8442
8443 The '``llvm.log10.*``' intrinsics perform the log10 function.
8444
8445 Arguments:
8446 """"""""""
8447
8448 The argument and return value are floating point numbers of the same
8449 type.
8450
8451 Semantics:
8452 """"""""""
8453
8454 This function returns the same values as the libm ``log10`` functions
8455 would, and handles error conditions in the same way.
8456
8457 '``llvm.log2.*``' Intrinsic
8458 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8459
8460 Syntax:
8461 """""""
8462
8463 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log2`` on any
8464 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8465 all types however.
8466
8467 ::
8468
8469       declare float     @llvm.log2.f32(float  %Val)
8470       declare double    @llvm.log2.f64(double %Val)
8471       declare x86_fp80  @llvm.log2.f80(x86_fp80  %Val)
8472       declare fp128     @llvm.log2.f128(fp128 %Val)
8473       declare ppc_fp128 @llvm.log2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8474
8475 Overview:
8476 """""""""
8477
8478 The '``llvm.log2.*``' intrinsics perform the log2 function.
8479
8480 Arguments:
8481 """"""""""
8482
8483 The argument and return value are floating point numbers of the same
8484 type.
8485
8486 Semantics:
8487 """"""""""
8488
8489 This function returns the same values as the libm ``log2`` functions
8490 would, and handles error conditions in the same way.
8491
8492 '``llvm.fma.*``' Intrinsic
8493 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8494
8495 Syntax:
8496 """""""
8497
8498 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fma`` on any
8499 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8500 all types however.
8501
8502 ::
8503
8504       declare float     @llvm.fma.f32(float  %a, float  %b, float  %c)
8505       declare double    @llvm.fma.f64(double %a, double %b, double %c)
8506       declare x86_fp80  @llvm.fma.f80(x86_fp80 %a, x86_fp80 %b, x86_fp80 %c)
8507       declare fp128     @llvm.fma.f128(fp128 %a, fp128 %b, fp128 %c)
8508       declare ppc_fp128 @llvm.fma.ppcf128(ppc_fp128 %a, ppc_fp128 %b, ppc_fp128 %c)
8509
8510 Overview:
8511 """""""""
8512
8513 The '``llvm.fma.*``' intrinsics perform the fused multiply-add
8514 operation.
8515
8516 Arguments:
8517 """"""""""
8518
8519 The argument and return value are floating point numbers of the same
8520 type.
8521
8522 Semantics:
8523 """"""""""
8524
8525 This function returns the same values as the libm ``fma`` functions
8526 would, and does not set errno.
8527
8528 '``llvm.fabs.*``' Intrinsic
8529 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8530
8531 Syntax:
8532 """""""
8533
8534 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fabs`` on any
8535 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8536 all types however.
8537
8538 ::
8539
8540       declare float     @llvm.fabs.f32(float  %Val)
8541       declare double    @llvm.fabs.f64(double %Val)
8542       declare x86_fp80  @llvm.fabs.f80(x86_fp80 %Val)
8543       declare fp128     @llvm.fabs.f128(fp128 %Val)
8544       declare ppc_fp128 @llvm.fabs.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
8545
8546 Overview:
8547 """""""""
8548
8549 The '``llvm.fabs.*``' intrinsics return the absolute value of the
8550 operand.
8551
8552 Arguments:
8553 """"""""""
8554
8555 The argument and return value are floating point numbers of the same
8556 type.
8557
8558 Semantics:
8559 """"""""""
8560
8561 This function returns the same values as the libm ``fabs`` functions
8562 would, and handles error conditions in the same way.
8563
8564 '``llvm.minnum.*``' Intrinsic
8565 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8566
8567 Syntax:
8568 """""""
8569
8570 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.minnum`` on any
8571 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8572 all types however.
8573
8574 ::
8575
8576       declare float     @llvm.minnum.f32(float %Val0, float %Val1)
8577       declare double    @llvm.minnum.f64(double %Val0, double %Val1)
8578       declare x86_fp80  @llvm.minnum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
8579       declare fp128     @llvm.minnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
8580       declare ppc_fp128 @llvm.minnum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
8581
8582 Overview:
8583 """""""""
8584
8585 The '``llvm.minnum.*``' intrinsics return the minimum of the two
8586 arguments.
8587
8588
8589 Arguments:
8590 """"""""""
8591
8592 The arguments and return value are floating point numbers of the same
8593 type.
8594
8595 Semantics:
8596 """"""""""
8597
8598 Follows the IEEE-754 semantics for minNum, which also match for libm's
8599 fmin.
8600
8601 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
8602 NaN only if both operands are NaN. If the operands compare equal,
8603 returns a value that compares equal to both operands. This means that
8604 fmin(+/-0.0, +/-0.0) could return either -0.0 or 0.0.
8605
8606 '``llvm.maxnum.*``' Intrinsic
8607 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8608
8609 Syntax:
8610 """""""
8611
8612 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.maxnum`` on any
8613 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8614 all types however.
8615
8616 ::
8617
8618       declare float     @llvm.maxnum.f32(float  %Val0, float  %Val1l)
8619       declare double    @llvm.maxnum.f64(double %Val0, double %Val1)
8620       declare x86_fp80  @llvm.maxnum.f80(x86_fp80  %Val0, x86_fp80  %Val1)
8621       declare fp128     @llvm.maxnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
8622       declare ppc_fp128 @llvm.maxnum.ppcf128(ppc_fp128  %Val0, ppc_fp128  %Val1)
8623
8624 Overview:
8625 """""""""
8626
8627 The '``llvm.maxnum.*``' intrinsics return the maximum of the two
8628 arguments.
8629
8630
8631 Arguments:
8632 """"""""""
8633
8634 The arguments and return value are floating point numbers of the same
8635 type.
8636
8637 Semantics:
8638 """"""""""
8639 Follows the IEEE-754 semantics for maxNum, which also match for libm's
8640 fmax.
8641
8642 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
8643 NaN only if both operands are NaN. If the operands compare equal,
8644 returns a value that compares equal to both operands. This means that
8645 fmax(+/-0.0, +/-0.0) could return either -0.0 or 0.0.
8646
8647 '``llvm.copysign.*``' Intrinsic
8648 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8649
8650 Syntax:
8651 """""""
8652
8653 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.copysign`` on any
8654 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8655 all types however.
8656
8657 ::
8658
8659       declare float     @llvm.copysign.f32(float  %Mag, float  %Sgn)
8660       declare double    @llvm.copysign.f64(double %Mag, double %Sgn)
8661       declare x86_fp80  @llvm.copysign.f80(x86_fp80  %Mag, x86_fp80  %Sgn)
8662       declare fp128     @llvm.copysign.f128(fp128 %Mag, fp128 %Sgn)
8663       declare ppc_fp128 @llvm.copysign.ppcf128(ppc_fp128  %Mag, ppc_fp128  %Sgn)
8664
8665 Overview:
8666 """""""""
8667
8668 The '``llvm.copysign.*``' intrinsics return a value with the magnitude of the
8669 first operand and the sign of the second operand.
8670
8671 Arguments:
8672 """"""""""
8673
8674 The arguments and return value are floating point numbers of the same
8675 type.
8676
8677 Semantics:
8678 """"""""""
8679
8680 This function returns the same values as the libm ``copysign``
8681 functions would, and handles error conditions in the same way.
8682
8683 '``llvm.floor.*``' Intrinsic
8684 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8685
8686 Syntax:
8687 """""""
8688
8689 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.floor`` on any
8690 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8691 all types however.
8692
8693 ::
8694
8695       declare float     @llvm.floor.f32(float  %Val)
8696       declare double    @llvm.floor.f64(double %Val)
8697       declare x86_fp80  @llvm.floor.f80(x86_fp80  %Val)
8698       declare fp128     @llvm.floor.f128(fp128 %Val)
8699       declare ppc_fp128 @llvm.floor.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8700
8701 Overview:
8702 """""""""
8703
8704 The '``llvm.floor.*``' intrinsics return the floor of the operand.
8705
8706 Arguments:
8707 """"""""""
8708
8709 The argument and return value are floating point numbers of the same
8710 type.
8711
8712 Semantics:
8713 """"""""""
8714
8715 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
8716 would, and handles error conditions in the same way.
8717
8718 '``llvm.ceil.*``' Intrinsic
8719 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8720
8721 Syntax:
8722 """""""
8723
8724 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ceil`` on any
8725 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8726 all types however.
8727
8728 ::
8729
8730       declare float     @llvm.ceil.f32(float  %Val)
8731       declare double    @llvm.ceil.f64(double %Val)
8732       declare x86_fp80  @llvm.ceil.f80(x86_fp80  %Val)
8733       declare fp128     @llvm.ceil.f128(fp128 %Val)
8734       declare ppc_fp128 @llvm.ceil.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8735
8736 Overview:
8737 """""""""
8738
8739 The '``llvm.ceil.*``' intrinsics return the ceiling of the operand.
8740
8741 Arguments:
8742 """"""""""
8743
8744 The argument and return value are floating point numbers of the same
8745 type.
8746
8747 Semantics:
8748 """"""""""
8749
8750 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
8751 would, and handles error conditions in the same way.
8752
8753 '``llvm.trunc.*``' Intrinsic
8754 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8755
8756 Syntax:
8757 """""""
8758
8759 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.trunc`` on any
8760 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8761 all types however.
8762
8763 ::
8764
8765       declare float     @llvm.trunc.f32(float  %Val)
8766       declare double    @llvm.trunc.f64(double %Val)
8767       declare x86_fp80  @llvm.trunc.f80(x86_fp80  %Val)
8768       declare fp128     @llvm.trunc.f128(fp128 %Val)
8769       declare ppc_fp128 @llvm.trunc.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8770
8771 Overview:
8772 """""""""
8773
8774 The '``llvm.trunc.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
8775 nearest integer not larger in magnitude than the operand.
8776
8777 Arguments:
8778 """"""""""
8779
8780 The argument and return value are floating point numbers of the same
8781 type.
8782
8783 Semantics:
8784 """"""""""
8785
8786 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
8787 would, and handles error conditions in the same way.
8788
8789 '``llvm.rint.*``' Intrinsic
8790 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8791
8792 Syntax:
8793 """""""
8794
8795 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.rint`` on any
8796 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8797 all types however.
8798
8799 ::
8800
8801       declare float     @llvm.rint.f32(float  %Val)
8802       declare double    @llvm.rint.f64(double %Val)
8803       declare x86_fp80  @llvm.rint.f80(x86_fp80  %Val)
8804       declare fp128     @llvm.rint.f128(fp128 %Val)
8805       declare ppc_fp128 @llvm.rint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8806
8807 Overview:
8808 """""""""
8809
8810 The '``llvm.rint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
8811 nearest integer. It may raise an inexact floating-point exception if the
8812 operand isn't an integer.
8813
8814 Arguments:
8815 """"""""""
8816
8817 The argument and return value are floating point numbers of the same
8818 type.
8819
8820 Semantics:
8821 """"""""""
8822
8823 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
8824 would, and handles error conditions in the same way.
8825
8826 '``llvm.nearbyint.*``' Intrinsic
8827 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8828
8829 Syntax:
8830 """""""
8831
8832 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.nearbyint`` on any
8833 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8834 all types however.
8835
8836 ::
8837
8838       declare float     @llvm.nearbyint.f32(float  %Val)
8839       declare double    @llvm.nearbyint.f64(double %Val)
8840       declare x86_fp80  @llvm.nearbyint.f80(x86_fp80  %Val)
8841       declare fp128     @llvm.nearbyint.f128(fp128 %Val)
8842       declare ppc_fp128 @llvm.nearbyint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8843
8844 Overview:
8845 """""""""
8846
8847 The '``llvm.nearbyint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
8848 nearest integer.
8849
8850 Arguments:
8851 """"""""""
8852
8853 The argument and return value are floating point numbers of the same
8854 type.
8855
8856 Semantics:
8857 """"""""""
8858
8859 This function returns the same values as the libm ``nearbyint``
8860 functions would, and handles error conditions in the same way.
8861
8862 '``llvm.round.*``' Intrinsic
8863 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8864
8865 Syntax:
8866 """""""
8867
8868 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.round`` on any
8869 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8870 all types however.
8871
8872 ::
8873
8874       declare float     @llvm.round.f32(float  %Val)
8875       declare double    @llvm.round.f64(double %Val)
8876       declare x86_fp80  @llvm.round.f80(x86_fp80  %Val)
8877       declare fp128     @llvm.round.f128(fp128 %Val)
8878       declare ppc_fp128 @llvm.round.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8879
8880 Overview:
8881 """""""""
8882
8883 The '``llvm.round.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
8884 nearest integer.
8885
8886 Arguments:
8887 """"""""""
8888
8889 The argument and return value are floating point numbers of the same
8890 type.
8891
8892 Semantics:
8893 """"""""""
8894
8895 This function returns the same values as the libm ``round``
8896 functions would, and handles error conditions in the same way.
8897
8898 Bit Manipulation Intrinsics
8899 ---------------------------
8900
8901 LLVM provides intrinsics for a few important bit manipulation
8902 operations. These allow efficient code generation for some algorithms.
8903
8904 '``llvm.bswap.*``' Intrinsics
8905 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8906
8907 Syntax:
8908 """""""
8909
8910 This is an overloaded intrinsic function. You can use bswap on any
8911 integer type that is an even number of bytes (i.e. BitWidth % 16 == 0).
8912
8913 ::
8914
8915       declare i16 @llvm.bswap.i16(i16 <id>)
8916       declare i32 @llvm.bswap.i32(i32 <id>)
8917       declare i64 @llvm.bswap.i64(i64 <id>)
8918
8919 Overview:
8920 """""""""
8921
8922 The '``llvm.bswap``' family of intrinsics is used to byte swap integer
8923 values with an even number of bytes (positive multiple of 16 bits).
8924 These are useful for performing operations on data that is not in the
8925 target's native byte order.
8926
8927 Semantics:
8928 """"""""""
8929
8930 The ``llvm.bswap.i16`` intrinsic returns an i16 value that has the high
8931 and low byte of the input i16 swapped. Similarly, the ``llvm.bswap.i32``
8932 intrinsic returns an i32 value that has the four bytes of the input i32
8933 swapped, so that if the input bytes are numbered 0, 1, 2, 3 then the
8934 returned i32 will have its bytes in 3, 2, 1, 0 order. The
8935 ``llvm.bswap.i48``, ``llvm.bswap.i64`` and other intrinsics extend this
8936 concept to additional even-byte lengths (6 bytes, 8 bytes and more,
8937 respectively).
8938
8939 '``llvm.ctpop.*``' Intrinsic
8940 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8941
8942 Syntax:
8943 """""""
8944
8945 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.ctpop on any integer
8946 bit width, or on any vector with integer elements. Not all targets
8947 support all bit widths or vector types, however.
8948
8949 ::
8950
8951       declare i8 @llvm.ctpop.i8(i8  <src>)
8952       declare i16 @llvm.ctpop.i16(i16 <src>)
8953       declare i32 @llvm.ctpop.i32(i32 <src>)
8954       declare i64 @llvm.ctpop.i64(i64 <src>)
8955       declare i256 @llvm.ctpop.i256(i256 <src>)
8956       declare <2 x i32> @llvm.ctpop.v2i32(<2 x i32> <src>)
8957
8958 Overview:
8959 """""""""
8960
8961 The '``llvm.ctpop``' family of intrinsics counts the number of bits set
8962 in a value.
8963
8964 Arguments:
8965 """"""""""
8966
8967 The only argument is the value to be counted. The argument may be of any
8968 integer type, or a vector with integer elements. The return type must
8969 match the argument type.
8970
8971 Semantics:
8972 """"""""""
8973
8974 The '``llvm.ctpop``' intrinsic counts the 1's in a variable, or within
8975 each element of a vector.
8976
8977 '``llvm.ctlz.*``' Intrinsic
8978 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8979
8980 Syntax:
8981 """""""
8982
8983 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ctlz`` on any
8984 integer bit width, or any vector whose elements are integers. Not all
8985 targets support all bit widths or vector types, however.
8986
8987 ::
8988
8989       declare i8   @llvm.ctlz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
8990       declare i16  @llvm.ctlz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
8991       declare i32  @llvm.ctlz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
8992       declare i64  @llvm.ctlz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
8993       declare i256 @llvm.ctlz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
8994       declase <2 x i32> @llvm.ctlz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
8995
8996 Overview:
8997 """""""""
8998
8999 The '``llvm.ctlz``' family of intrinsic functions counts the number of
9000 leading zeros in a variable.
9001
9002 Arguments:
9003 """"""""""
9004
9005 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
9006 any integer type, or a vector with integer element type. The return
9007 type must match the first argument type.
9008
9009 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
9010 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
9011 defined result. Historically some architectures did not provide a
9012 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
9013 now predicated on avoiding zero-value inputs.
9014
9015 Semantics:
9016 """"""""""
9017
9018 The '``llvm.ctlz``' intrinsic counts the leading (most significant)
9019 zeros in a variable, or within each element of the vector. If
9020 ``src == 0`` then the result is the size in bits of the type of ``src``
9021 if ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
9022 ``llvm.ctlz(i32 2) = 30``.
9023
9024 '``llvm.cttz.*``' Intrinsic
9025 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9026
9027 Syntax:
9028 """""""
9029
9030 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cttz`` on any
9031 integer bit width, or any vector of integer elements. Not all targets
9032 support all bit widths or vector types, however.
9033
9034 ::
9035
9036       declare i8   @llvm.cttz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
9037       declare i16  @llvm.cttz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
9038       declare i32  @llvm.cttz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
9039       declare i64  @llvm.cttz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
9040       declare i256 @llvm.cttz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
9041       declase <2 x i32> @llvm.cttz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
9042
9043 Overview:
9044 """""""""
9045
9046 The '``llvm.cttz``' family of intrinsic functions counts the number of
9047 trailing zeros.
9048
9049 Arguments:
9050 """"""""""
9051
9052 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
9053 any integer type, or a vector with integer element type. The return
9054 type must match the first argument type.
9055
9056 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
9057 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
9058 defined result. Historically some architectures did not provide a
9059 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
9060 now predicated on avoiding zero-value inputs.
9061
9062 Semantics:
9063 """"""""""
9064
9065 The '``llvm.cttz``' intrinsic counts the trailing (least significant)
9066 zeros in a variable, or within each element of a vector. If ``src == 0``
9067 then the result is the size in bits of the type of ``src`` if
9068 ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
9069 ``llvm.cttz(2) = 1``.
9070
9071 .. _int_overflow:
9072
9073 Arithmetic with Overflow Intrinsics
9074 -----------------------------------
9075
9076 LLVM provides intrinsics for some arithmetic with overflow operations.
9077
9078 '``llvm.sadd.with.overflow.*``' Intrinsics
9079 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9080
9081 Syntax:
9082 """""""
9083
9084 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.with.overflow``
9085 on any integer bit width.
9086
9087 ::
9088
9089       declare {i16, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
9090       declare {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9091       declare {i64, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
9092
9093 Overview:
9094 """""""""
9095
9096 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9097 a signed addition of the two arguments, and indicate whether an overflow
9098 occurred during the signed summation.
9099
9100 Arguments:
9101 """"""""""
9102
9103 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
9104 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
9105 bit width. The second element of the result structure must be of type
9106 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
9107 addition.
9108
9109 Semantics:
9110 """"""""""
9111
9112 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9113 a signed addition of the two variables. They return a structure --- the
9114 first element of which is the signed summation, and the second element
9115 of which is a bit specifying if the signed summation resulted in an
9116 overflow.
9117
9118 Examples:
9119 """""""""
9120
9121 .. code-block:: llvm
9122
9123       %res = call {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9124       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
9125       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
9126       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
9127
9128 '``llvm.uadd.with.overflow.*``' Intrinsics
9129 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9130
9131 Syntax:
9132 """""""
9133
9134 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.with.overflow``
9135 on any integer bit width.
9136
9137 ::
9138
9139       declare {i16, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
9140       declare {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9141       declare {i64, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
9142
9143 Overview:
9144 """""""""
9145
9146 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9147 an unsigned addition of the two arguments, and indicate whether a carry
9148 occurred during the unsigned summation.
9149
9150 Arguments:
9151 """"""""""
9152
9153 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
9154 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
9155 bit width. The second element of the result structure must be of type
9156 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
9157 addition.
9158
9159 Semantics:
9160 """"""""""
9161
9162 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9163 an unsigned addition of the two arguments. They return a structure --- the
9164 first element of which is the sum, and the second element of which is a
9165 bit specifying if the unsigned summation resulted in a carry.
9166
9167 Examples:
9168 """""""""
9169
9170 .. code-block:: llvm
9171
9172       %res = call {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9173       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
9174       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
9175       br i1 %obit, label %carry, label %normal
9176
9177 '``llvm.ssub.with.overflow.*``' Intrinsics
9178 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9179
9180 Syntax:
9181 """""""
9182
9183 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.with.overflow``
9184 on any integer bit width.
9185
9186 ::
9187
9188       declare {i16, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
9189       declare {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9190       declare {i64, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
9191
9192 Overview:
9193 """""""""
9194
9195 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9196 a signed subtraction of the two arguments, and indicate whether an
9197 overflow occurred during the signed subtraction.
9198
9199 Arguments:
9200 """"""""""
9201
9202 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
9203 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
9204 bit width. The second element of the result structure must be of type
9205 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
9206 subtraction.
9207
9208 Semantics:
9209 """"""""""
9210
9211 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9212 a signed subtraction of the two arguments. They return a structure --- the
9213 first element of which is the subtraction, and the second element of
9214 which is a bit specifying if the signed subtraction resulted in an
9215 overflow.
9216
9217 Examples:
9218 """""""""
9219
9220 .. code-block:: llvm
9221
9222       %res = call {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9223       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
9224       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
9225       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
9226
9227 '``llvm.usub.with.overflow.*``' Intrinsics
9228 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9229
9230 Syntax:
9231 """""""
9232
9233 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.with.overflow``
9234 on any integer bit width.
9235
9236 ::
9237
9238       declare {i16, i1} @llvm.usub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
9239       declare {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9240       declare {i64, i1} @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
9241
9242 Overview:
9243 """""""""
9244
9245 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9246 an unsigned subtraction of the two arguments, and indicate whether an
9247 overflow occurred during the unsigned subtraction.
9248
9249 Arguments:
9250 """"""""""
9251
9252 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
9253 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
9254 bit width. The second element of the result structure must be of type
9255 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
9256 subtraction.
9257
9258 Semantics:
9259 """"""""""
9260
9261 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9262 an unsigned subtraction of the two arguments. They return a structure ---
9263 the first element of which is the subtraction, and the second element of
9264 which is a bit specifying if the unsigned subtraction resulted in an
9265 overflow.
9266
9267 Examples:
9268 """""""""
9269
9270 .. code-block:: llvm
9271
9272       %res = call {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9273       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
9274       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
9275       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
9276
9277 '``llvm.smul.with.overflow.*``' Intrinsics
9278 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9279
9280 Syntax:
9281 """""""
9282
9283 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.with.overflow``
9284 on any integer bit width.
9285
9286 ::
9287
9288       declare {i16, i1} @llvm.smul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
9289       declare {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9290       declare {i64, i1} @llvm.smul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
9291
9292 Overview:
9293 """""""""
9294
9295 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9296 a signed multiplication of the two arguments, and indicate whether an
9297 overflow occurred during the signed multiplication.
9298
9299 Arguments:
9300 """"""""""
9301
9302 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
9303 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
9304 bit width. The second element of the result structure must be of type
9305 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
9306 multiplication.
9307
9308 Semantics:
9309 """"""""""
9310
9311 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9312 a signed multiplication of the two arguments. They return a structure ---
9313 the first element of which is the multiplication, and the second element
9314 of which is a bit specifying if the signed multiplication resulted in an
9315 overflow.
9316
9317 Examples:
9318 """""""""
9319
9320 .. code-block:: llvm
9321
9322       %res = call {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9323       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
9324       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
9325       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
9326
9327 '``llvm.umul.with.overflow.*``' Intrinsics
9328 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9329
9330 Syntax:
9331 """""""
9332
9333 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.with.overflow``
9334 on any integer bit width.
9335
9336 ::
9337
9338       declare {i16, i1} @llvm.umul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
9339       declare {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9340       declare {i64, i1} @llvm.umul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
9341
9342 Overview:
9343 """""""""
9344
9345 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9346 a unsigned multiplication of the two arguments, and indicate whether an
9347 overflow occurred during the unsigned multiplication.
9348
9349 Arguments:
9350 """"""""""
9351
9352 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
9353 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
9354 bit width. The second element of the result structure must be of type
9355 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
9356 multiplication.
9357
9358 Semantics:
9359 """"""""""
9360
9361 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9362 an unsigned multiplication of the two arguments. They return a structure ---
9363 the first element of which is the multiplication, and the second
9364 element of which is a bit specifying if the unsigned multiplication
9365 resulted in an overflow.
9366
9367 Examples:
9368 """""""""
9369
9370 .. code-block:: llvm
9371
9372       %res = call {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9373       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
9374       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
9375       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
9376
9377 Specialised Arithmetic Intrinsics
9378 ---------------------------------
9379
9380 '``llvm.fmuladd.*``' Intrinsic
9381 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9382
9383 Syntax:
9384 """""""
9385
9386 ::
9387
9388       declare float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c)
9389       declare double @llvm.fmuladd.f64(double %a, double %b, double %c)
9390
9391 Overview:
9392 """""""""
9393
9394 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsic functions represent multiply-add
9395 expressions that can be fused if the code generator determines that (a) the
9396 target instruction set has support for a fused operation, and (b) that the
9397 fused operation is more efficient than the equivalent, separate pair of mul
9398 and add instructions.
9399
9400 Arguments:
9401 """"""""""
9402
9403 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsics each take three arguments: two
9404 multiplicands, a and b, and an addend c.
9405
9406 Semantics:
9407 """"""""""
9408
9409 The expression:
9410
9411 ::
9412
9413       %0 = call float @llvm.fmuladd.f32(%a, %b, %c)
9414
9415 is equivalent to the expression a \* b + c, except that rounding will
9416 not be performed between the multiplication and addition steps if the
9417 code generator fuses the operations. Fusion is not guaranteed, even if
9418 the target platform supports it. If a fused multiply-add is required the
9419 corresponding llvm.fma.\* intrinsic function should be used
9420 instead. This never sets errno, just as '``llvm.fma.*``'.
9421
9422 Examples:
9423 """""""""
9424
9425 .. code-block:: llvm
9426
9427       %r2 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c) ; yields float:r2 = (a * b) + c
9428
9429 Half Precision Floating Point Intrinsics
9430 ----------------------------------------
9431
9432 For most target platforms, half precision floating point is a
9433 storage-only format. This means that it is a dense encoding (in memory)
9434 but does not support computation in the format.
9435
9436 This means that code must first load the half-precision floating point
9437 value as an i16, then convert it to float with
9438 :ref:`llvm.convert.from.fp16 <int_convert_from_fp16>`. Computation can
9439 then be performed on the float value (including extending to double
9440 etc). To store the value back to memory, it is first converted to float
9441 if needed, then converted to i16 with
9442 :ref:`llvm.convert.to.fp16 <int_convert_to_fp16>`, then storing as an
9443 i16 value.
9444
9445 .. _int_convert_to_fp16:
9446
9447 '``llvm.convert.to.fp16``' Intrinsic
9448 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9449
9450 Syntax:
9451 """""""
9452
9453 ::
9454
9455       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
9456       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f64(double %a)
9457
9458 Overview:
9459 """""""""
9460
9461 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
9462 conventional floating point type to half precision floating point format.
9463
9464 Arguments:
9465 """"""""""
9466
9467 The intrinsic function contains single argument - the value to be
9468 converted.
9469
9470 Semantics:
9471 """"""""""
9472
9473 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
9474 conventional floating point format to half precision floating point format. The
9475 return value is an ``i16`` which contains the converted number.
9476
9477 Examples:
9478 """""""""
9479
9480 .. code-block:: llvm
9481
9482       %res = call i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
9483       store i16 %res, i16* @x, align 2
9484
9485 .. _int_convert_from_fp16:
9486
9487 '``llvm.convert.from.fp16``' Intrinsic
9488 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9489
9490 Syntax:
9491 """""""
9492
9493 ::
9494
9495       declare float @llvm.convert.from.fp16.f32(i16 %a)
9496       declare double @llvm.convert.from.fp16.f64(i16 %a)
9497
9498 Overview:
9499 """""""""
9500
9501 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
9502 conversion from half precision floating point format to single precision
9503 floating point format.
9504
9505 Arguments:
9506 """"""""""
9507
9508 The intrinsic function contains single argument - the value to be
9509 converted.
9510
9511 Semantics:
9512 """"""""""
9513
9514 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
9515 conversion from half single precision floating point format to single
9516 precision floating point format. The input half-float value is
9517 represented by an ``i16`` value.
9518
9519 Examples:
9520 """""""""
9521
9522 .. code-block:: llvm
9523
9524       %a = load i16, i16* @x, align 2
9525       %res = call float @llvm.convert.from.fp16(i16 %a)
9526
9527 .. _dbg_intrinsics:
9528
9529 Debugger Intrinsics
9530 -------------------
9531
9532 The LLVM debugger intrinsics (which all start with ``llvm.dbg.``
9533 prefix), are described in the `LLVM Source Level
9534 Debugging <SourceLevelDebugging.html#format_common_intrinsics>`_
9535 document.
9536
9537 Exception Handling Intrinsics
9538 -----------------------------
9539
9540 The LLVM exception handling intrinsics (which all start with
9541 ``llvm.eh.`` prefix), are described in the `LLVM Exception
9542 Handling <ExceptionHandling.html#format_common_intrinsics>`_ document.
9543
9544 .. _int_trampoline:
9545
9546 Trampoline Intrinsics
9547 ---------------------
9548
9549 These intrinsics make it possible to excise one parameter, marked with
9550 the :ref:`nest <nest>` attribute, from a function. The result is a
9551 callable function pointer lacking the nest parameter - the caller does
9552 not need to provide a value for it. Instead, the value to use is stored
9553 in advance in a "trampoline", a block of memory usually allocated on the
9554 stack, which also contains code to splice the nest value into the
9555 argument list. This is used to implement the GCC nested function address
9556 extension.
9557
9558 For example, if the function is ``i32 f(i8* nest %c, i32 %x, i32 %y)``
9559 then the resulting function pointer has signature ``i32 (i32, i32)*``.
9560 It can be created as follows:
9561
9562 .. code-block:: llvm
9563
9564       %tramp = alloca [10 x i8], align 4 ; size and alignment only correct for X86
9565       %tramp1 = getelementptr [10 x i8], [10 x i8]* %tramp, i32 0, i32 0
9566       call i8* @llvm.init.trampoline(i8* %tramp1, i8* bitcast (i32 (i8*, i32, i32)* @f to i8*), i8* %nval)
9567       %p = call i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* %tramp1)
9568       %fp = bitcast i8* %p to i32 (i32, i32)*
9569
9570 The call ``%val = call i32 %fp(i32 %x, i32 %y)`` is then equivalent to
9571 ``%val = call i32 %f(i8* %nval, i32 %x, i32 %y)``.
9572
9573 .. _int_it:
9574
9575 '``llvm.init.trampoline``' Intrinsic
9576 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9577
9578 Syntax:
9579 """""""
9580
9581 ::
9582
9583       declare void @llvm.init.trampoline(i8* <tramp>, i8* <func>, i8* <nval>)
9584
9585 Overview:
9586 """""""""
9587
9588 This fills the memory pointed to by ``tramp`` with executable code,
9589 turning it into a trampoline.
9590
9591 Arguments:
9592 """"""""""
9593
9594 The ``llvm.init.trampoline`` intrinsic takes three arguments, all
9595 pointers. The ``tramp`` argument must point to a sufficiently large and
9596 sufficiently aligned block of memory; this memory is written to by the
9597 intrinsic. Note that the size and the alignment are target-specific -
9598 LLVM currently provides no portable way of determining them, so a
9599 front-end that generates this intrinsic needs to have some
9600 target-specific knowledge. The ``func`` argument must hold a function
9601 bitcast to an ``i8*``.
9602
9603 Semantics:
9604 """"""""""
9605
9606 The block of memory pointed to by ``tramp`` is filled with target
9607 dependent code, turning it into a function. Then ``tramp`` needs to be
9608 passed to :ref:`llvm.adjust.trampoline <int_at>` to get a pointer which can
9609 be :ref:`bitcast (to a new function) and called <int_trampoline>`. The new
9610 function's signature is the same as that of ``func`` with any arguments
9611 marked with the ``nest`` attribute removed. At most one such ``nest``
9612 argument is allowed, and it must be of pointer type. Calling the new
9613 function is equivalent to calling ``func`` with the same argument list,
9614 but with ``nval`` used for the missing ``nest`` argument. If, after
9615 calling ``llvm.init.trampoline``, the memory pointed to by ``tramp`` is
9616 modified, then the effect of any later call to the returned function
9617 pointer is undefined.
9618
9619 .. _int_at:
9620
9621 '``llvm.adjust.trampoline``' Intrinsic
9622 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9623
9624 Syntax:
9625 """""""
9626
9627 ::
9628
9629       declare i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* <tramp>)
9630
9631 Overview:
9632 """""""""
9633
9634 This performs any required machine-specific adjustment to the address of
9635 a trampoline (passed as ``tramp``).
9636
9637 Arguments:
9638 """"""""""
9639
9640 ``tramp`` must point to a block of memory which already has trampoline
9641 code filled in by a previous call to
9642 :ref:`llvm.init.trampoline <int_it>`.
9643
9644 Semantics:
9645 """"""""""
9646
9647 On some architectures the address of the code to be executed needs to be
9648 different than the address where the trampoline is actually stored. This
9649 intrinsic returns the executable address corresponding to ``tramp``
9650 after performing the required machine specific adjustments. The pointer
9651 returned can then be :ref:`bitcast and executed <int_trampoline>`.
9652
9653 Masked Vector Load and Store Intrinsics
9654 ---------------------------------------
9655
9656 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.
9657
9658 .. _int_mload:
9659
9660 '``llvm.masked.load.*``' Intrinsics
9661 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9662
9663 Syntax:
9664 """""""
9665 This is an overloaded intrinsic. The loaded data is a vector of any integer or floating point data type.
9666
9667 ::
9668
9669       declare <16 x float> @llvm.masked.load.v16f32 (<16 x float>* <ptr>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
9670       declare <2 x double> @llvm.masked.load.v2f64  (<2 x double>* <ptr>, i32 <alignment>, <2 x i1>  <mask>, <2 x double> <passthru>)
9671
9672 Overview:
9673 """""""""
9674
9675 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.
9676
9677
9678 Arguments:
9679 """"""""""
9680
9681 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.
9682
9683
9684 Semantics:
9685 """"""""""
9686
9687 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.
9688 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.
9689
9690
9691 ::
9692
9693        %res = call <16 x float> @llvm.masked.load.v16f32 (<16 x float>* %ptr, i32 4, <16 x i1>%mask, <16 x float> %passthru)
9694
9695        ;; The result of the two following instructions is identical aside from potential memory access exception
9696        %loadlal = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
9697        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %loadlal, <16 x float> %passthru
9698
9699 .. _int_mstore:
9700
9701 '``llvm.masked.store.*``' Intrinsics
9702 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9703
9704 Syntax:
9705 """""""
9706 This is an overloaded intrinsic. The data stored in memory is a vector of any integer or floating point data type.
9707
9708 ::
9709
9710        declare void @llvm.masked.store.v8i32 (<8 x i32>  <value>, <8 x i32> * <ptr>, i32 <alignment>,  <8 x i1>  <mask>)
9711        declare void @llvm.masked.store.v16f32(<16 x i32> <value>, <16 x i32>* <ptr>, i32 <alignment>,  <16 x i1> <mask>)
9712
9713 Overview:
9714 """""""""
9715
9716 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.
9717
9718 Arguments:
9719 """"""""""
9720
9721 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.
9722
9723
9724 Semantics:
9725 """"""""""
9726
9727 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.
9728 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.
9729
9730 ::
9731
9732        call void @llvm.masked.store.v16f32(<16 x float> %value, <16 x float>* %ptr, i32 4,  <16 x i1> %mask)
9733
9734        ;; The result of the following instructions is identical aside from potential data races and memory access exceptions
9735        %oldval = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
9736        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %value, <16 x float> %oldval
9737        store <16 x float> %res, <16 x float>* %ptr, align 4
9738
9739
9740 Memory Use Markers
9741 ------------------
9742
9743 This class of intrinsics provides information about the lifetime of
9744 memory objects and ranges where variables are immutable.
9745
9746 .. _int_lifestart:
9747
9748 '``llvm.lifetime.start``' Intrinsic
9749 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9750
9751 Syntax:
9752 """""""
9753
9754 ::
9755
9756       declare void @llvm.lifetime.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
9757
9758 Overview:
9759 """""""""
9760
9761 The '``llvm.lifetime.start``' intrinsic specifies the start of a memory
9762 object's lifetime.
9763
9764 Arguments:
9765 """"""""""
9766
9767 The first argument is a constant integer representing the size of the
9768 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
9769 to the object.
9770
9771 Semantics:
9772 """"""""""
9773
9774 This intrinsic indicates that before this point in the code, the value
9775 of the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known
9776 to never be used and has an undefined value. A load from the pointer
9777 that precedes this intrinsic can be replaced with ``'undef'``.
9778
9779 .. _int_lifeend:
9780
9781 '``llvm.lifetime.end``' Intrinsic
9782 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9783
9784 Syntax:
9785 """""""
9786
9787 ::
9788
9789       declare void @llvm.lifetime.end(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
9790
9791 Overview:
9792 """""""""
9793
9794 The '``llvm.lifetime.end``' intrinsic specifies the end of a memory
9795 object's lifetime.
9796
9797 Arguments:
9798 """"""""""
9799
9800 The first argument is a constant integer representing the size of the
9801 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
9802 to the object.
9803
9804 Semantics:
9805 """"""""""
9806
9807 This intrinsic indicates that after this point in the code, the value of
9808 the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known to
9809 never be used and has an undefined value. Any stores into the memory
9810 object following this intrinsic may be removed as dead.
9811
9812 '``llvm.invariant.start``' Intrinsic
9813 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9814
9815 Syntax:
9816 """""""
9817
9818 ::
9819
9820       declare {}* @llvm.invariant.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
9821
9822 Overview:
9823 """""""""
9824
9825 The '``llvm.invariant.start``' intrinsic specifies that the contents of
9826 a memory object will not change.
9827
9828 Arguments:
9829 """"""""""
9830
9831 The first argument is a constant integer representing the size of the
9832 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
9833 to the object.
9834
9835 Semantics:
9836 """"""""""
9837
9838 This intrinsic indicates that until an ``llvm.invariant.end`` that uses
9839 the return value, the referenced memory location is constant and
9840 unchanging.
9841
9842 '``llvm.invariant.end``' Intrinsic
9843 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9844
9845 Syntax:
9846 """""""
9847
9848 ::
9849
9850       declare void @llvm.invariant.end({}* <start>, i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
9851
9852 Overview:
9853 """""""""
9854
9855 The '``llvm.invariant.end``' intrinsic specifies that the contents of a
9856 memory object are mutable.
9857
9858 Arguments:
9859 """"""""""
9860
9861 The first argument is the matching ``llvm.invariant.start`` intrinsic.
9862 The second argument is a constant integer representing the size of the
9863 object, or -1 if it is variable sized and the third argument is a
9864 pointer to the object.
9865
9866 Semantics:
9867 """"""""""
9868
9869 This intrinsic indicates that the memory is mutable again.
9870
9871 General Intrinsics
9872 ------------------
9873
9874 This class of intrinsics is designed to be generic and has no specific
9875 purpose.
9876
9877 '``llvm.var.annotation``' Intrinsic
9878 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9879
9880 Syntax:
9881 """""""
9882
9883 ::
9884
9885       declare void @llvm.var.annotation(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9886
9887 Overview:
9888 """""""""
9889
9890 The '``llvm.var.annotation``' intrinsic.
9891
9892 Arguments:
9893 """"""""""
9894
9895 The first argument is a pointer to a value, the second is a pointer to a
9896 global string, the third is a pointer to a global string which is the
9897 source file name, and the last argument is the line number.
9898
9899 Semantics:
9900 """"""""""
9901
9902 This intrinsic allows annotation of local variables with arbitrary
9903 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want
9904 to look for these annotations. These have no other defined use; they are
9905 ignored by code generation and optimization.
9906
9907 '``llvm.ptr.annotation.*``' Intrinsic
9908 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9909
9910 Syntax:
9911 """""""
9912
9913 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.ptr.annotation``' on a
9914 pointer to an integer of any width. *NOTE* you must specify an address space for
9915 the pointer. The identifier for the default address space is the integer
9916 '``0``'.
9917
9918 ::
9919
9920       declare i8*   @llvm.ptr.annotation.p<address space>i8(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9921       declare i16*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i16(i16* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9922       declare i32*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i32(i32* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9923       declare i64*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i64(i64* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9924       declare i256* @llvm.ptr.annotation.p<address space>i256(i256* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9925
9926 Overview:
9927 """""""""
9928
9929 The '``llvm.ptr.annotation``' intrinsic.
9930
9931 Arguments:
9932 """"""""""
9933
9934 The first argument is a pointer to an integer value of arbitrary bitwidth
9935 (result of some expression), the second is a pointer to a global string, the
9936 third is a pointer to a global string which is the source file name, and the
9937 last argument is the line number. It returns the value of the first argument.
9938
9939 Semantics:
9940 """"""""""
9941
9942 This intrinsic allows annotation of a pointer to an integer with arbitrary
9943 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want to look
9944 for these annotations. These have no other defined use; they are ignored by code
9945 generation and optimization.
9946
9947 '``llvm.annotation.*``' Intrinsic
9948 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9949
9950 Syntax:
9951 """""""
9952
9953 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.annotation``' on
9954 any integer bit width.
9955
9956 ::
9957
9958       declare i8 @llvm.annotation.i8(i8 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9959       declare i16 @llvm.annotation.i16(i16 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9960       declare i32 @llvm.annotation.i32(i32 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9961       declare i64 @llvm.annotation.i64(i64 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9962       declare i256 @llvm.annotation.i256(i256 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9963
9964 Overview:
9965 """""""""
9966
9967 The '``llvm.annotation``' intrinsic.
9968
9969 Arguments:
9970 """"""""""
9971
9972 The first argument is an integer value (result of some expression), the
9973 second is a pointer to a global string, the third is a pointer to a
9974 global string which is the source file name, and the last argument is
9975 the line number. It returns the value of the first argument.
9976
9977 Semantics:
9978 """"""""""
9979
9980 This intrinsic allows annotations to be put on arbitrary expressions
9981 with arbitrary strings. This can be useful for special purpose
9982 optimizations that want to look for these annotations. These have no
9983 other defined use; they are ignored by code generation and optimization.
9984
9985 '``llvm.trap``' Intrinsic
9986 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9987
9988 Syntax:
9989 """""""
9990
9991 ::
9992
9993       declare void @llvm.trap() noreturn nounwind
9994
9995 Overview:
9996 """""""""
9997
9998 The '``llvm.trap``' intrinsic.
9999
10000 Arguments:
10001 """"""""""
10002
10003 None.
10004
10005 Semantics:
10006 """"""""""
10007
10008 This intrinsic is lowered to the target dependent trap instruction. If
10009 the target does not have a trap instruction, this intrinsic will be
10010 lowered to a call of the ``abort()`` function.
10011
10012 '``llvm.debugtrap``' Intrinsic
10013 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10014
10015 Syntax:
10016 """""""
10017
10018 ::
10019
10020       declare void @llvm.debugtrap() nounwind
10021
10022 Overview:
10023 """""""""
10024
10025 The '``llvm.debugtrap``' intrinsic.
10026
10027 Arguments:
10028 """"""""""
10029
10030 None.
10031
10032 Semantics:
10033 """"""""""
10034
10035 This intrinsic is lowered to code which is intended to cause an
10036 execution trap with the intention of requesting the attention of a
10037 debugger.
10038
10039 '``llvm.stackprotector``' Intrinsic
10040 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10041
10042 Syntax:
10043 """""""
10044
10045 ::
10046
10047       declare void @llvm.stackprotector(i8* <guard>, i8** <slot>)
10048
10049 Overview:
10050 """""""""
10051
10052 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic takes the ``guard`` and stores it
10053 onto the stack at ``slot``. The stack slot is adjusted to ensure that it
10054 is placed on the stack before local variables.
10055
10056 Arguments:
10057 """"""""""
10058
10059 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic requires two pointer arguments.
10060 The first argument is the value loaded from the stack guard
10061 ``@__stack_chk_guard``. The second variable is an ``alloca`` that has
10062 enough space to hold the value of the guard.
10063
10064 Semantics:
10065 """"""""""
10066
10067 This intrinsic causes the prologue/epilogue inserter to force the position of
10068 the ``AllocaInst`` stack slot to be before local variables on the stack. This is
10069 to ensure that if a local variable on the stack is overwritten, it will destroy
10070 the value of the guard. When the function exits, the guard on the stack is
10071 checked against the original guard by ``llvm.stackprotectorcheck``. If they are
10072 different, then ``llvm.stackprotectorcheck`` causes the program to abort by
10073 calling the ``__stack_chk_fail()`` function.
10074
10075 '``llvm.stackprotectorcheck``' Intrinsic
10076 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10077
10078 Syntax:
10079 """""""
10080
10081 ::
10082
10083       declare void @llvm.stackprotectorcheck(i8** <guard>)
10084
10085 Overview:
10086 """""""""
10087
10088 The ``llvm.stackprotectorcheck`` intrinsic compares ``guard`` against an already
10089 created stack protector and if they are not equal calls the
10090 ``__stack_chk_fail()`` function.
10091
10092 Arguments:
10093 """"""""""
10094
10095 The ``llvm.stackprotectorcheck`` intrinsic requires one pointer argument, the
10096 the variable ``@__stack_chk_guard``.
10097
10098 Semantics:
10099 """"""""""
10100
10101 This intrinsic is provided to perform the stack protector check by comparing
10102 ``guard`` with the stack slot created by ``llvm.stackprotector`` and if the
10103 values do not match call the ``__stack_chk_fail()`` function.
10104
10105 The reason to provide this as an IR level intrinsic instead of implementing it
10106 via other IR operations is that in order to perform this operation at the IR
10107 level without an intrinsic, one would need to create additional basic blocks to
10108 handle the success/failure cases. This makes it difficult to stop the stack
10109 protector check from disrupting sibling tail calls in Codegen. With this
10110 intrinsic, we are able to generate the stack protector basic blocks late in
10111 codegen after the tail call decision has occurred.
10112
10113 '``llvm.objectsize``' Intrinsic
10114 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10115
10116 Syntax:
10117 """""""
10118
10119 ::
10120
10121       declare i32 @llvm.objectsize.i32(i8* <object>, i1 <min>)
10122       declare i64 @llvm.objectsize.i64(i8* <object>, i1 <min>)
10123
10124 Overview:
10125 """""""""
10126
10127 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is designed to provide information to
10128 the optimizers to determine at compile time whether a) an operation
10129 (like memcpy) will overflow a buffer that corresponds to an object, or
10130 b) that a runtime check for overflow isn't necessary. An object in this
10131 context means an allocation of a specific class, structure, array, or
10132 other object.
10133
10134 Arguments:
10135 """"""""""
10136
10137 The ``llvm.objectsize`` intrinsic takes two arguments. The first
10138 argument is a pointer to or into the ``object``. The second argument is
10139 a boolean and determines whether ``llvm.objectsize`` returns 0 (if true)
10140 or -1 (if false) when the object size is unknown. The second argument
10141 only accepts constants.
10142
10143 Semantics:
10144 """"""""""
10145
10146 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is lowered to a constant representing
10147 the size of the object concerned. If the size cannot be determined at
10148 compile time, ``llvm.objectsize`` returns ``i32/i64 -1 or 0`` (depending
10149 on the ``min`` argument).
10150
10151 '``llvm.expect``' Intrinsic
10152 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10153
10154 Syntax:
10155 """""""
10156
10157 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.expect`` on any
10158 integer bit width.
10159
10160 ::
10161
10162       declare i1 @llvm.expect.i1(i1 <val>, i1 <expected_val>)
10163       declare i32 @llvm.expect.i32(i32 <val>, i32 <expected_val>)
10164       declare i64 @llvm.expect.i64(i64 <val>, i64 <expected_val>)
10165
10166 Overview:
10167 """""""""
10168
10169 The ``llvm.expect`` intrinsic provides information about expected (the
10170 most probable) value of ``val``, which can be used by optimizers.
10171
10172 Arguments:
10173 """"""""""
10174
10175 The ``llvm.expect`` intrinsic takes two arguments. The first argument is
10176 a value. The second argument is an expected value, this needs to be a
10177 constant value, variables are not allowed.
10178
10179 Semantics:
10180 """"""""""
10181
10182 This intrinsic is lowered to the ``val``.
10183
10184 '``llvm.assume``' Intrinsic
10185 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10186
10187 Syntax:
10188 """""""
10189
10190 ::
10191
10192       declare void @llvm.assume(i1 %cond)
10193
10194 Overview:
10195 """""""""
10196
10197 The ``llvm.assume`` allows the optimizer to assume that the provided
10198 condition is true. This information can then be used in simplifying other parts
10199 of the code.
10200
10201 Arguments:
10202 """"""""""
10203
10204 The condition which the optimizer may assume is always true.
10205
10206 Semantics:
10207 """"""""""
10208
10209 The intrinsic allows the optimizer to assume that the provided condition is
10210 always true whenever the control flow reaches the intrinsic call. No code is
10211 generated for this intrinsic, and instructions that contribute only to the
10212 provided condition are not used for code generation. If the condition is
10213 violated during execution, the behavior is undefined.
10214
10215 Note that the optimizer might limit the transformations performed on values
10216 used by the ``llvm.assume`` intrinsic in order to preserve the instructions
10217 only used to form the intrinsic's input argument. This might prove undesirable
10218 if the extra information provided by the ``llvm.assume`` intrinsic does not cause
10219 sufficient overall improvement in code quality. For this reason,
10220 ``llvm.assume`` should not be used to document basic mathematical invariants
10221 that the optimizer can otherwise deduce or facts that are of little use to the
10222 optimizer.
10223
10224 .. _bitset.test:
10225
10226 '``llvm.bitset.test``' Intrinsic
10227 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10228
10229 Syntax:
10230 """""""
10231
10232 ::
10233
10234       declare i1 @llvm.bitset.test(i8* %ptr, metadata %bitset) nounwind readnone
10235
10236
10237 Arguments:
10238 """"""""""
10239
10240 The first argument is a pointer to be tested. The second argument is a
10241 metadata string containing the name of a :doc:`bitset <BitSets>`.
10242
10243 Overview:
10244 """""""""
10245
10246 The ``llvm.bitset.test`` intrinsic tests whether the given pointer is a
10247 member of the given bitset.
10248
10249 '``llvm.donothing``' Intrinsic
10250 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10251
10252 Syntax:
10253 """""""
10254
10255 ::
10256
10257       declare void @llvm.donothing() nounwind readnone
10258
10259 Overview:
10260 """""""""
10261
10262 The ``llvm.donothing`` intrinsic doesn't perform any operation. It's one of only
10263 two intrinsics (besides ``llvm.experimental.patchpoint``) that can be called
10264 with an invoke instruction.
10265
10266 Arguments:
10267 """"""""""
10268
10269 None.
10270
10271 Semantics:
10272 """"""""""
10273
10274 This intrinsic does nothing, and it's removed by optimizers and ignored
10275 by codegen.
10276
10277 Stack Map Intrinsics
10278 --------------------
10279
10280 LLVM provides experimental intrinsics to support runtime patching
10281 mechanisms commonly desired in dynamic language JITs. These intrinsics
10282 are described in :doc:`StackMaps`.