Missing period in doc
[oota-llvm.git] / docs / LangRef.rst
1 ==============================
2 LLVM Language Reference Manual
3 ==============================
4
5 .. contents::
6    :local:
7    :depth: 3
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 which 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.
83 #. Unnamed values are represented as an unsigned numeric value with
84    their prefix. For example, ``%12``, ``@2``, ``%44``.
85 #. Constants, which are described in the section  Constants_ below.
86
87 LLVM requires that values start with a prefix for two reasons: Compilers
88 don't need to worry about name clashes with reserved words, and the set
89 of reserved words may be expanded in the future without penalty.
90 Additionally, unnamed identifiers allow a compiler to quickly come up
91 with a temporary variable without having to avoid symbol table
92 conflicts.
93
94 Reserved words in LLVM are very similar to reserved words in other
95 languages. There are keywords for different opcodes ('``add``',
96 '``bitcast``', '``ret``', etc...), for primitive type names ('``void``',
97 '``i32``', etc...), and others. These reserved words cannot conflict
98 with variable names, because none of them start with a prefix character
99 (``'%'`` or ``'@'``).
100
101 Here is an example of LLVM code to multiply the integer variable
102 '``%X``' by 8:
103
104 The easy way:
105
106 .. code-block:: llvm
107
108     %result = mul i32 %X, 8
109
110 After strength reduction:
111
112 .. code-block:: llvm
113
114     %result = shl i32 %X, 3
115
116 And the hard way:
117
118 .. code-block:: llvm
119
120     %0 = add i32 %X, %X           ; yields {i32}:%0
121     %1 = add i32 %0, %0           ; yields {i32}:%1
122     %result = add i32 %1, %1
123
124 This last way of multiplying ``%X`` by 8 illustrates several important
125 lexical features of LLVM:
126
127 #. Comments are delimited with a '``;``' and go until the end of line.
128 #. Unnamed temporaries are created when the result of a computation is
129    not assigned to a named value.
130 #. Unnamed temporaries are numbered sequentially
131
132 It also shows a convention that we follow in this document. When
133 demonstrating instructions, we will follow an instruction with a comment
134 that defines the type and name of value produced.
135
136 High Level Structure
137 ====================
138
139 Module Structure
140 ----------------
141
142 LLVM programs are composed of ``Module``'s, each of which is a
143 translation unit of the input programs. Each module consists of
144 functions, global variables, and symbol table entries. Modules may be
145 combined together with the LLVM linker, which merges function (and
146 global variable) definitions, resolves forward declarations, and merges
147 symbol table entries. Here is an example of the "hello world" module:
148
149 .. code-block:: llvm
150
151     ; Declare the string constant as a global constant.
152     @.str = private unnamed_addr constant [13 x i8] c"hello world\0A\00"
153
154     ; External declaration of the puts function
155     declare i32 @puts(i8* nocapture) nounwind
156
157     ; Definition of main function
158     define i32 @main() {   ; i32()*
159       ; Convert [13 x i8]* to i8  *...
160       %cast210 = getelementptr [13 x i8]* @.str, i64 0, i64 0
161
162       ; Call puts function to write out the string to stdout.
163       call i32 @puts(i8* %cast210)
164       ret i32 0
165     }
166
167     ; Named metadata
168     !1 = metadata !{i32 42}
169     !foo = !{!1, null}
170
171 This example is made up of a :ref:`global variable <globalvars>` named
172 "``.str``", an external declaration of the "``puts``" function, a
173 :ref:`function definition <functionstructure>` for "``main``" and
174 :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` "``foo``".
175
176 In general, a module is made up of a list of global values (where both
177 functions and global variables are global values). Global values are
178 represented by a pointer to a memory location (in this case, a pointer
179 to an array of char, and a pointer to a function), and have one of the
180 following :ref:`linkage types <linkage>`.
181
182 .. _linkage:
183
184 Linkage Types
185 -------------
186
187 All Global Variables and Functions have one of the following types of
188 linkage:
189
190 ``private``
191     Global values with "``private``" linkage are only directly
192     accessible by objects in the current module. In particular, linking
193     code into a module with an private global value may cause the
194     private to be renamed as necessary to avoid collisions. Because the
195     symbol is private to the module, all references can be updated. This
196     doesn't show up in any symbol table in the object file.
197 ``linker_private``
198     Similar to ``private``, but the symbol is passed through the
199     assembler and evaluated by the linker. Unlike normal strong symbols,
200     they are removed by the linker from the final linked image
201     (executable or dynamic library).
202 ``linker_private_weak``
203     Similar to "``linker_private``", but the symbol is weak. Note that
204     ``linker_private_weak`` symbols are subject to coalescing by the
205     linker. The symbols are removed by the linker from the final linked
206     image (executable or dynamic library).
207 ``internal``
208     Similar to private, but the value shows as a local symbol
209     (``STB_LOCAL`` in the case of ELF) in the object file. This
210     corresponds to the notion of the '``static``' keyword in C.
211 ``available_externally``
212     Globals with "``available_externally``" linkage are never emitted
213     into the object file corresponding to the LLVM module. They exist to
214     allow inlining and other optimizations to take place given knowledge
215     of the definition of the global, which is known to be somewhere
216     outside the module. Globals with ``available_externally`` linkage
217     are allowed to be discarded at will, and are otherwise the same as
218     ``linkonce_odr``. This linkage type is only allowed on definitions,
219     not declarations.
220 ``linkonce``
221     Globals with "``linkonce``" linkage are merged with other globals of
222     the same name when linkage occurs. This can be used to implement
223     some forms of inline functions, templates, or other code which must
224     be generated in each translation unit that uses it, but where the
225     body may be overridden with a more definitive definition later.
226     Unreferenced ``linkonce`` globals are allowed to be discarded. Note
227     that ``linkonce`` linkage does not actually allow the optimizer to
228     inline the body of this function into callers because it doesn't
229     know if this definition of the function is the definitive definition
230     within the program or whether it will be overridden by a stronger
231     definition. To enable inlining and other optimizations, use
232     "``linkonce_odr``" linkage.
233 ``weak``
234     "``weak``" linkage has the same merging semantics as ``linkonce``
235     linkage, except that unreferenced globals with ``weak`` linkage may
236     not be discarded. This is used for globals that are declared "weak"
237     in C source code.
238 ``common``
239     "``common``" linkage is most similar to "``weak``" linkage, but they
240     are used for tentative definitions in C, such as "``int X;``" at
241     global scope. Symbols with "``common``" linkage are merged in the
242     same way as ``weak symbols``, and they may not be deleted if
243     unreferenced. ``common`` symbols may not have an explicit section,
244     must have a zero initializer, and may not be marked
245     ':ref:`constant <globalvars>`'. Functions and aliases may not have
246     common linkage.
247
248 .. _linkage_appending:
249
250 ``appending``
251     "``appending``" linkage may only be applied to global variables of
252     pointer to array type. When two global variables with appending
253     linkage are linked together, the two global arrays are appended
254     together. This is the LLVM, typesafe, equivalent of having the
255     system linker append together "sections" with identical names when
256     .o files are linked.
257 ``extern_weak``
258     The semantics of this linkage follow the ELF object file model: the
259     symbol is weak until linked, if not linked, the symbol becomes null
260     instead of being an undefined reference.
261 ``linkonce_odr``, ``weak_odr``
262     Some languages allow differing globals to be merged, such as two
263     functions with different semantics. Other languages, such as
264     ``C++``, ensure that only equivalent globals are ever merged (the
265     "one definition rule" --- "ODR").  Such languages can use the
266     ``linkonce_odr`` and ``weak_odr`` linkage types to indicate that the
267     global will only be merged with equivalent globals. These linkage
268     types are otherwise the same as their non-``odr`` versions.
269 ``linkonce_odr_auto_hide``
270     Similar to "``linkonce_odr``", but nothing in the translation unit
271     takes the address of this definition. For instance, functions that
272     had an inline definition, but the compiler decided not to inline it.
273     ``linkonce_odr_auto_hide`` may have only ``default`` visibility. The
274     symbols are removed by the linker from the final linked image
275     (executable or dynamic library).
276 ``external``
277     If none of the above identifiers are used, the global is externally
278     visible, meaning that it participates in linkage and can be used to
279     resolve external symbol references.
280
281 The next two types of linkage are targeted for Microsoft Windows
282 platform only. They are designed to support importing (exporting)
283 symbols from (to) DLLs (Dynamic Link Libraries).
284
285 ``dllimport``
286     "``dllimport``" linkage causes the compiler to reference a function
287     or variable via a global pointer to a pointer that is set up by the
288     DLL exporting the symbol. On Microsoft Windows targets, the pointer
289     name is formed by combining ``__imp_`` and the function or variable
290     name.
291 ``dllexport``
292     "``dllexport``" linkage causes the compiler to provide a global
293     pointer to a pointer in a DLL, so that it can be referenced with the
294     ``dllimport`` attribute. On Microsoft Windows targets, the pointer
295     name is formed by combining ``__imp_`` and the function or variable
296     name.
297
298 For example, since the "``.LC0``" variable is defined to be internal, if
299 another module defined a "``.LC0``" variable and was linked with this
300 one, one of the two would be renamed, preventing a collision. Since
301 "``main``" and "``puts``" are external (i.e., lacking any linkage
302 declarations), they are accessible outside of the current module.
303
304 It is illegal for a function *declaration* to have any linkage type
305 other than ``external``, ``dllimport`` or ``extern_weak``.
306
307 Aliases can have only ``external``, ``internal``, ``weak`` or
308 ``weak_odr`` linkages.
309
310 .. _callingconv:
311
312 Calling Conventions
313 -------------------
314
315 LLVM :ref:`functions <functionstructure>`, :ref:`calls <i_call>` and
316 :ref:`invokes <i_invoke>` can all have an optional calling convention
317 specified for the call. The calling convention of any pair of dynamic
318 caller/callee must match, or the behavior of the program is undefined.
319 The following calling conventions are supported by LLVM, and more may be
320 added in the future:
321
322 "``ccc``" - The C calling convention
323     This calling convention (the default if no other calling convention
324     is specified) matches the target C calling conventions. This calling
325     convention supports varargs function calls and tolerates some
326     mismatch in the declared prototype and implemented declaration of
327     the function (as does normal C).
328 "``fastcc``" - The fast calling convention
329     This calling convention attempts to make calls as fast as possible
330     (e.g. by passing things in registers). This calling convention
331     allows the target to use whatever tricks it wants to produce fast
332     code for the target, without having to conform to an externally
333     specified ABI (Application Binary Interface). `Tail calls can only
334     be optimized when this, the GHC or the HiPE convention is
335     used. <CodeGenerator.html#id80>`_ This calling convention does not
336     support varargs and requires the prototype of all callees to exactly
337     match the prototype of the function definition.
338 "``coldcc``" - The cold calling convention
339     This calling convention attempts to make code in the caller as
340     efficient as possible under the assumption that the call is not
341     commonly executed. As such, these calls often preserve all registers
342     so that the call does not break any live ranges in the caller side.
343     This calling convention does not support varargs and requires the
344     prototype of all callees to exactly match the prototype of the
345     function definition.
346 "``cc 10``" - GHC convention
347     This calling convention has been implemented specifically for use by
348     the `Glasgow Haskell Compiler (GHC) <http://www.haskell.org/ghc>`_.
349     It passes everything in registers, going to extremes to achieve this
350     by disabling callee save registers. This calling convention should
351     not be used lightly but only for specific situations such as an
352     alternative to the *register pinning* performance technique often
353     used when implementing functional programming languages. At the
354     moment only X86 supports this convention and it has the following
355     limitations:
356
357     -  On *X86-32* only supports up to 4 bit type parameters. No
358        floating point types are supported.
359     -  On *X86-64* only supports up to 10 bit type parameters and 6
360        floating point parameters.
361
362     This calling convention supports `tail call
363     optimization <CodeGenerator.html#id80>`_ but requires both the
364     caller and callee are using it.
365 "``cc 11``" - The HiPE calling convention
366     This calling convention has been implemented specifically for use by
367     the `High-Performance Erlang
368     (HiPE) <http://www.it.uu.se/research/group/hipe/>`_ compiler, *the*
369     native code compiler of the `Ericsson's Open Source Erlang/OTP
370     system <http://www.erlang.org/download.shtml>`_. It uses more
371     registers for argument passing than the ordinary C calling
372     convention and defines no callee-saved registers. The calling
373     convention properly supports `tail call
374     optimization <CodeGenerator.html#id80>`_ but requires that both the
375     caller and the callee use it. It uses a *register pinning*
376     mechanism, similar to GHC's convention, for keeping frequently
377     accessed runtime components pinned to specific hardware registers.
378     At the moment only X86 supports this convention (both 32 and 64
379     bit).
380 "``cc <n>``" - Numbered convention
381     Any calling convention may be specified by number, allowing
382     target-specific calling conventions to be used. Target specific
383     calling conventions start at 64.
384
385 More calling conventions can be added/defined on an as-needed basis, to
386 support Pascal conventions or any other well-known target-independent
387 convention.
388
389 Visibility Styles
390 -----------------
391
392 All Global Variables and Functions have one of the following visibility
393 styles:
394
395 "``default``" - Default style
396     On targets that use the ELF object file format, default visibility
397     means that the declaration is visible to other modules and, in
398     shared libraries, means that the declared entity may be overridden.
399     On Darwin, default visibility means that the declaration is visible
400     to other modules. Default visibility corresponds to "external
401     linkage" in the language.
402 "``hidden``" - Hidden style
403     Two declarations of an object with hidden visibility refer to the
404     same object if they are in the same shared object. Usually, hidden
405     visibility indicates that the symbol will not be placed into the
406     dynamic symbol table, so no other module (executable or shared
407     library) can reference it directly.
408 "``protected``" - Protected style
409     On ELF, protected visibility indicates that the symbol will be
410     placed in the dynamic symbol table, but that references within the
411     defining module will bind to the local symbol. That is, the symbol
412     cannot be overridden by another module.
413
414 Named Types
415 -----------
416
417 LLVM IR allows you to specify name aliases for certain types. This can
418 make it easier to read the IR and make the IR more condensed
419 (particularly when recursive types are involved). An example of a name
420 specification is:
421
422 .. code-block:: llvm
423
424     %mytype = type { %mytype*, i32 }
425
426 You may give a name to any :ref:`type <typesystem>` except
427 ":ref:`void <t_void>`". Type name aliases may be used anywhere a type is
428 expected with the syntax "%mytype".
429
430 Note that type names are aliases for the structural type that they
431 indicate, and that you can therefore specify multiple names for the same
432 type. This often leads to confusing behavior when dumping out a .ll
433 file. Since LLVM IR uses structural typing, the name is not part of the
434 type. When printing out LLVM IR, the printer will pick *one name* to
435 render all types of a particular shape. This means that if you have code
436 where two different source types end up having the same LLVM type, that
437 the dumper will sometimes print the "wrong" or unexpected type. This is
438 an important design point and isn't going to change.
439
440 .. _globalvars:
441
442 Global Variables
443 ----------------
444
445 Global variables define regions of memory allocated at compilation time
446 instead of run-time. Global variables may optionally be initialized, may
447 have an explicit section to be placed in, and may have an optional
448 explicit alignment specified.
449
450 A variable may be defined as ``thread_local``, which means that it will
451 not be shared by threads (each thread will have a separated copy of the
452 variable). Not all targets support thread-local variables. Optionally, a
453 TLS model may be specified:
454
455 ``localdynamic``
456     For variables that are only used within the current shared library.
457 ``initialexec``
458     For variables in modules that will not be loaded dynamically.
459 ``localexec``
460     For variables defined in the executable and only used within it.
461
462 The models correspond to the ELF TLS models; see `ELF Handling For
463 Thread-Local Storage <http://people.redhat.com/drepper/tls.pdf>`_ for
464 more information on under which circumstances the different models may
465 be used. The target may choose a different TLS model if the specified
466 model is not supported, or if a better choice of model can be made.
467
468 A variable may be defined as a global ``constant``, which indicates that
469 the contents of the variable will **never** be modified (enabling better
470 optimization, allowing the global data to be placed in the read-only
471 section of an executable, etc). Note that variables that need runtime
472 initialization cannot be marked ``constant`` as there is a store to the
473 variable.
474
475 LLVM explicitly allows *declarations* of global variables to be marked
476 constant, even if the final definition of the global is not. This
477 capability can be used to enable slightly better optimization of the
478 program, but requires the language definition to guarantee that
479 optimizations based on the 'constantness' are valid for the translation
480 units that do not include the definition.
481
482 As SSA values, global variables define pointer values that are in scope
483 (i.e. they dominate) all basic blocks in the program. Global variables
484 always define a pointer to their "content" type because they describe a
485 region of memory, and all memory objects in LLVM are accessed through
486 pointers.
487
488 Global variables can be marked with ``unnamed_addr`` which indicates
489 that the address is not significant, only the content. Constants marked
490 like this can be merged with other constants if they have the same
491 initializer. Note that a constant with significant address *can* be
492 merged with a ``unnamed_addr`` constant, the result being a constant
493 whose address is significant.
494
495 A global variable may be declared to reside in a target-specific
496 numbered address space. For targets that support them, address spaces
497 may affect how optimizations are performed and/or what target
498 instructions are used to access the variable. The default address space
499 is zero. The address space qualifier must precede any other attributes.
500
501 LLVM allows an explicit section to be specified for globals. If the
502 target supports it, it will emit globals to the section specified.
503
504 By default, global initializers are optimized by assuming that global
505 variables defined within the module are not modified from their
506 initial values before the start of the global initializer.  This is
507 true even for variables potentially accessible from outside the
508 module, including those with external linkage or appearing in
509 ``@llvm.used``. This assumption may be suppressed by marking the
510 variable with ``externally_initialized``.
511
512 An explicit alignment may be specified for a global, which must be a
513 power of 2. If not present, or if the alignment is set to zero, the
514 alignment of the global is set by the target to whatever it feels
515 convenient. If an explicit alignment is specified, the global is forced
516 to have exactly that alignment. Targets and optimizers are not allowed
517 to over-align the global if the global has an assigned section. In this
518 case, the extra alignment could be observable: for example, code could
519 assume that the globals are densely packed in their section and try to
520 iterate over them as an array, alignment padding would break this
521 iteration.
522
523 For example, the following defines a global in a numbered address space
524 with an initializer, section, and alignment:
525
526 .. code-block:: llvm
527
528     @G = addrspace(5) constant float 1.0, section "foo", align 4
529
530 The following example defines a thread-local global with the
531 ``initialexec`` TLS model:
532
533 .. code-block:: llvm
534
535     @G = thread_local(initialexec) global i32 0, align 4
536
537 .. _functionstructure:
538
539 Functions
540 ---------
541
542 LLVM function definitions consist of the "``define``" keyword, an
543 optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional :ref:`visibility
544 style <visibility>`, an optional :ref:`calling convention <callingconv>`,
545 an optional ``unnamed_addr`` attribute, a return type, an optional
546 :ref:`parameter attribute <paramattrs>` for the return type, a function
547 name, a (possibly empty) argument list (each with optional :ref:`parameter
548 attributes <paramattrs>`), optional :ref:`function attributes <fnattrs>`,
549 an optional section, an optional alignment, an optional :ref:`garbage
550 collector name <gc>`, an opening curly brace, a list of basic blocks,
551 and a closing curly brace.
552
553 LLVM function declarations consist of the "``declare``" keyword, an
554 optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional :ref:`visibility
555 style <visibility>`, an optional :ref:`calling convention <callingconv>`,
556 an optional ``unnamed_addr`` attribute, a return type, an optional
557 :ref:`parameter attribute <paramattrs>` for the return type, a function
558 name, a possibly empty list of arguments, an optional alignment, and an
559 optional :ref:`garbage collector name <gc>`.
560
561 A function definition contains a list of basic blocks, forming the CFG
562 (Control Flow Graph) for the function. Each basic block may optionally
563 start with a label (giving the basic block a symbol table entry),
564 contains a list of instructions, and ends with a
565 :ref:`terminator <terminators>` instruction (such as a branch or function
566 return).
567
568 The first basic block in a function is special in two ways: it is
569 immediately executed on entrance to the function, and it is not allowed
570 to have predecessor basic blocks (i.e. there can not be any branches to
571 the entry block of a function). Because the block can have no
572 predecessors, it also cannot have any :ref:`PHI nodes <i_phi>`.
573
574 LLVM allows an explicit section to be specified for functions. If the
575 target supports it, it will emit functions to the section specified.
576
577 An explicit alignment may be specified for a function. If not present,
578 or if the alignment is set to zero, the alignment of the function is set
579 by the target to whatever it feels convenient. If an explicit alignment
580 is specified, the function is forced to have at least that much
581 alignment. All alignments must be a power of 2.
582
583 If the ``unnamed_addr`` attribute is given, the address is know to not
584 be significant and two identical functions can be merged.
585
586 Syntax::
587
588     define [linkage] [visibility]
589            [cconv] [ret attrs]
590            <ResultType> @<FunctionName> ([argument list])
591            [fn Attrs] [section "name"] [align N]
592            [gc] { ... }
593
594 Aliases
595 -------
596
597 Aliases act as "second name" for the aliasee value (which can be either
598 function, global variable, another alias or bitcast of global value).
599 Aliases may have an optional :ref:`linkage type <linkage>`, and an optional
600 :ref:`visibility style <visibility>`.
601
602 Syntax::
603
604     @<Name> = alias [Linkage] [Visibility] <AliaseeTy> @<Aliasee>
605
606 .. _namedmetadatastructure:
607
608 Named Metadata
609 --------------
610
611 Named metadata is a collection of metadata. :ref:`Metadata
612 nodes <metadata>` (but not metadata strings) are the only valid
613 operands for a named metadata.
614
615 Syntax::
616
617     ; Some unnamed metadata nodes, which are referenced by the named metadata.
618     !0 = metadata !{metadata !"zero"}
619     !1 = metadata !{metadata !"one"}
620     !2 = metadata !{metadata !"two"}
621     ; A named metadata.
622     !name = !{!0, !1, !2}
623
624 .. _paramattrs:
625
626 Parameter Attributes
627 --------------------
628
629 The return type and each parameter of a function type may have a set of
630 *parameter attributes* associated with them. Parameter attributes are
631 used to communicate additional information about the result or
632 parameters of a function. Parameter attributes are considered to be part
633 of the function, not of the function type, so functions with different
634 parameter attributes can have the same function type.
635
636 Parameter attributes are simple keywords that follow the type specified.
637 If multiple parameter attributes are needed, they are space separated.
638 For example:
639
640 .. code-block:: llvm
641
642     declare i32 @printf(i8* noalias nocapture, ...)
643     declare i32 @atoi(i8 zeroext)
644     declare signext i8 @returns_signed_char()
645
646 Note that any attributes for the function result (``nounwind``,
647 ``readonly``) come immediately after the argument list.
648
649 Currently, only the following parameter attributes are defined:
650
651 ``zeroext``
652     This indicates to the code generator that the parameter or return
653     value should be zero-extended to the extent required by the target's
654     ABI (which is usually 32-bits, but is 8-bits for a i1 on x86-64) by
655     the caller (for a parameter) or the callee (for a return value).
656 ``signext``
657     This indicates to the code generator that the parameter or return
658     value should be sign-extended to the extent required by the target's
659     ABI (which is usually 32-bits) by the caller (for a parameter) or
660     the callee (for a return value).
661 ``inreg``
662     This indicates that this parameter or return value should be treated
663     in a special target-dependent fashion during while emitting code for
664     a function call or return (usually, by putting it in a register as
665     opposed to memory, though some targets use it to distinguish between
666     two different kinds of registers). Use of this attribute is
667     target-specific.
668 ``byval``
669     This indicates that the pointer parameter should really be passed by
670     value to the function. The attribute implies that a hidden copy of
671     the pointee is made between the caller and the callee, so the callee
672     is unable to modify the value in the caller. This attribute is only
673     valid on LLVM pointer arguments. It is generally used to pass
674     structs and arrays by value, but is also valid on pointers to
675     scalars. The copy is considered to belong to the caller not the
676     callee (for example, ``readonly`` functions should not write to
677     ``byval`` parameters). This is not a valid attribute for return
678     values.
679
680     The byval attribute also supports specifying an alignment with the
681     align attribute. It indicates the alignment of the stack slot to
682     form and the known alignment of the pointer specified to the call
683     site. If the alignment is not specified, then the code generator
684     makes a target-specific assumption.
685
686 ``sret``
687     This indicates that the pointer parameter specifies the address of a
688     structure that is the return value of the function in the source
689     program. This pointer must be guaranteed by the caller to be valid:
690     loads and stores to the structure may be assumed by the callee
691     not to trap and to be properly aligned. This may only be applied to
692     the first parameter. This is not a valid attribute for return
693     values.
694 ``noalias``
695     This indicates that pointer values `*based* <pointeraliasing>` on
696     the argument or return value do not alias pointer values which are
697     not *based* on it, ignoring certain "irrelevant" dependencies. For a
698     call to the parent function, dependencies between memory references
699     from before or after the call and from those during the call are
700     "irrelevant" to the ``noalias`` keyword for the arguments and return
701     value used in that call. The caller shares the responsibility with
702     the callee for ensuring that these requirements are met. For further
703     details, please see the discussion of the NoAlias response in `alias
704     analysis <AliasAnalysis.html#MustMayNo>`_.
705
706     Note that this definition of ``noalias`` is intentionally similar
707     to the definition of ``restrict`` in C99 for function arguments,
708     though it is slightly weaker.
709
710     For function return values, C99's ``restrict`` is not meaningful,
711     while LLVM's ``noalias`` is.
712 ``nocapture``
713     This indicates that the callee does not make any copies of the
714     pointer that outlive the callee itself. This is not a valid
715     attribute for return values.
716
717 .. _nest:
718
719 ``nest``
720     This indicates that the pointer parameter can be excised using the
721     :ref:`trampoline intrinsics <int_trampoline>`. This is not a valid
722     attribute for return values.
723 ``nobuiltin``
724     This indicates that the callee function at a call site is not
725     recognized as a built-in function. LLVM will retain the original call
726     and not replace it with equivalent code based on the semantics of the
727     built-in function.
728
729 .. _gc:
730
731 Garbage Collector Names
732 -----------------------
733
734 Each function may specify a garbage collector name, which is simply a
735 string:
736
737 .. code-block:: llvm
738
739     define void @f() gc "name" { ... }
740
741 The compiler declares the supported values of *name*. Specifying a
742 collector which will cause the compiler to alter its output in order to
743 support the named garbage collection algorithm.
744
745 .. _attrgrp:
746
747 Attribute Groups
748 ----------------
749
750 Attribute groups are groups of attributes that are referenced by objects within
751 the IR. They are important for keeping ``.ll`` files readable, because a lot of
752 functions will use the same set of attributes. In the degenerative case of a
753 ``.ll`` file that corresponds to a single ``.c`` file, the single attribute
754 group will capture the important command line flags used to build that file.
755
756 An attribute group is a module-level object. To use an attribute group, an
757 object references the attribute group's ID (e.g. ``#37``). An object may refer
758 to more than one attribute group. In that situation, the attributes from the
759 different groups are merged.
760
761 Here is an example of attribute groups for a function that should always be
762 inlined, has a stack alignment of 4, and which shouldn't use SSE instructions:
763
764 .. code-block:: llvm
765
766    ; Target-independent attributes:
767    #0 = attributes { alwaysinline alignstack=4 }
768
769    ; Target-dependent attributes:
770    #1 = attributes { "no-sse" }
771
772    ; Function @f has attributes: alwaysinline, alignstack=4, and "no-sse".
773    define void @f() #0 #1 { ... }
774
775 .. _fnattrs:
776
777 Function Attributes
778 -------------------
779
780 Function attributes are set to communicate additional information about
781 a function. Function attributes are considered to be part of the
782 function, not of the function type, so functions with different function
783 attributes can have the same function type.
784
785 Function attributes are simple keywords that follow the type specified.
786 If multiple attributes are needed, they are space separated. For
787 example:
788
789 .. code-block:: llvm
790
791     define void @f() noinline { ... }
792     define void @f() alwaysinline { ... }
793     define void @f() alwaysinline optsize { ... }
794     define void @f() optsize { ... }
795
796 ``alignstack(<n>)``
797     This attribute indicates that, when emitting the prologue and
798     epilogue, the backend should forcibly align the stack pointer.
799     Specify the desired alignment, which must be a power of two, in
800     parentheses.
801 ``alwaysinline``
802     This attribute indicates that the inliner should attempt to inline
803     this function into callers whenever possible, ignoring any active
804     inlining size threshold for this caller.
805 ``nonlazybind``
806     This attribute suppresses lazy symbol binding for the function. This
807     may make calls to the function faster, at the cost of extra program
808     startup time if the function is not called during program startup.
809 ``inlinehint``
810     This attribute indicates that the source code contained a hint that
811     inlining this function is desirable (such as the "inline" keyword in
812     C/C++). It is just a hint; it imposes no requirements on the
813     inliner.
814 ``naked``
815     This attribute disables prologue / epilogue emission for the
816     function. This can have very system-specific consequences.
817 ``noduplicate``
818     This attribute indicates that calls to the function cannot be
819     duplicated. A call to a ``noduplicate`` function may be moved
820     within its parent function, but may not be duplicated within
821     its parent function.
822
823     A function containing a ``noduplicate`` call may still
824     be an inlining candidate, provided that the call is not
825     duplicated by inlining. That implies that the function has
826     internal linkage and only has one call site, so the original
827     call is dead after inlining.
828 ``noimplicitfloat``
829     This attributes disables implicit floating point instructions.
830 ``noinline``
831     This attribute indicates that the inliner should never inline this
832     function in any situation. This attribute may not be used together
833     with the ``alwaysinline`` attribute.
834 ``noredzone``
835     This attribute indicates that the code generator should not use a
836     red zone, even if the target-specific ABI normally permits it.
837 ``noreturn``
838     This function attribute indicates that the function never returns
839     normally. This produces undefined behavior at runtime if the
840     function ever does dynamically return.
841 ``nounwind``
842     This function attribute indicates that the function never returns
843     with an unwind or exceptional control flow. If the function does
844     unwind, its runtime behavior is undefined.
845 ``optsize``
846     This attribute suggests that optimization passes and code generator
847     passes make choices that keep the code size of this function low,
848     and otherwise do optimizations specifically to reduce code size.
849 ``readnone``
850     This attribute indicates that the function computes its result (or
851     decides to unwind an exception) based strictly on its arguments,
852     without dereferencing any pointer arguments or otherwise accessing
853     any mutable state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
854     caller functions. It does not write through any pointer arguments
855     (including ``byval`` arguments) and never changes any state visible
856     to callers. This means that it cannot unwind exceptions by calling
857     the ``C++`` exception throwing methods.
858 ``readonly``
859     This attribute indicates that the function does not write through
860     any pointer arguments (including ``byval`` arguments) or otherwise
861     modify any state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
862     caller functions. It may dereference pointer arguments and read
863     state that may be set in the caller. A readonly function always
864     returns the same value (or unwinds an exception identically) when
865     called with the same set of arguments and global state. It cannot
866     unwind an exception by calling the ``C++`` exception throwing
867     methods.
868 ``returns_twice``
869     This attribute indicates that this function can return twice. The C
870     ``setjmp`` is an example of such a function. The compiler disables
871     some optimizations (like tail calls) in the caller of these
872     functions.
873 ``sanitize_address``
874     This attribute indicates that AddressSanitizer checks
875     (dynamic address safety analysis) are enabled for this function.
876 ``sanitize_memory``
877     This attribute indicates that MemorySanitizer checks (dynamic detection
878     of accesses to uninitialized memory) are enabled for this function.
879 ``sanitize_thread``
880     This attribute indicates that ThreadSanitizer checks
881     (dynamic thread safety analysis) are enabled for this function.
882 ``ssp``
883     This attribute indicates that the function should emit a stack
884     smashing protector. It is in the form of a "canary" --- a random value
885     placed on the stack before the local variables that's checked upon
886     return from the function to see if it has been overwritten. A
887     heuristic is used to determine if a function needs stack protectors
888     or not. The heuristic used will enable protectors for functions with:
889
890     - Character arrays larger than ``ssp-buffer-size`` (default 8).
891     - Aggregates containing character arrays larger than ``ssp-buffer-size``.
892     - Calls to alloca() with variable sizes or constant sizes greater than
893       ``ssp-buffer-size``.
894
895     If a function that has an ``ssp`` attribute is inlined into a
896     function that doesn't have an ``ssp`` attribute, then the resulting
897     function will have an ``ssp`` attribute.
898 ``sspreq``
899     This attribute indicates that the function should *always* emit a
900     stack smashing protector. This overrides the ``ssp`` function
901     attribute.
902
903     If a function that has an ``sspreq`` attribute is inlined into a
904     function that doesn't have an ``sspreq`` attribute or which has an
905     ``ssp`` or ``sspstrong`` attribute, then the resulting function will have
906     an ``sspreq`` attribute.
907 ``sspstrong``
908     This attribute indicates that the function should emit a stack smashing
909     protector. This attribute causes a strong heuristic to be used when
910     determining if a function needs stack protectors.  The strong heuristic
911     will enable protectors for functions with:
912
913     - Arrays of any size and type
914     - Aggregates containing an array of any size and type.
915     - Calls to alloca().
916     - Local variables that have had their address taken.
917
918     This overrides the ``ssp`` function attribute.
919
920     If a function that has an ``sspstrong`` attribute is inlined into a
921     function that doesn't have an ``sspstrong`` attribute, then the
922     resulting function will have an ``sspstrong`` attribute.
923 ``uwtable``
924     This attribute indicates that the ABI being targeted requires that
925     an unwind table entry be produce for this function even if we can
926     show that no exceptions passes by it. This is normally the case for
927     the ELF x86-64 abi, but it can be disabled for some compilation
928     units.
929
930 .. _moduleasm:
931
932 Module-Level Inline Assembly
933 ----------------------------
934
935 Modules may contain "module-level inline asm" blocks, which corresponds
936 to the GCC "file scope inline asm" blocks. These blocks are internally
937 concatenated by LLVM and treated as a single unit, but may be separated
938 in the ``.ll`` file if desired. The syntax is very simple:
939
940 .. code-block:: llvm
941
942     module asm "inline asm code goes here"
943     module asm "more can go here"
944
945 The strings can contain any character by escaping non-printable
946 characters. The escape sequence used is simply "\\xx" where "xx" is the
947 two digit hex code for the number.
948
949 The inline asm code is simply printed to the machine code .s file when
950 assembly code is generated.
951
952 Data Layout
953 -----------
954
955 A module may specify a target specific data layout string that specifies
956 how data is to be laid out in memory. The syntax for the data layout is
957 simply:
958
959 .. code-block:: llvm
960
961     target datalayout = "layout specification"
962
963 The *layout specification* consists of a list of specifications
964 separated by the minus sign character ('-'). Each specification starts
965 with a letter and may include other information after the letter to
966 define some aspect of the data layout. The specifications accepted are
967 as follows:
968
969 ``E``
970     Specifies that the target lays out data in big-endian form. That is,
971     the bits with the most significance have the lowest address
972     location.
973 ``e``
974     Specifies that the target lays out data in little-endian form. That
975     is, the bits with the least significance have the lowest address
976     location.
977 ``S<size>``
978     Specifies the natural alignment of the stack in bits. Alignment
979     promotion of stack variables is limited to the natural stack
980     alignment to avoid dynamic stack realignment. The stack alignment
981     must be a multiple of 8-bits. If omitted, the natural stack
982     alignment defaults to "unspecified", which does not prevent any
983     alignment promotions.
984 ``p[n]:<size>:<abi>:<pref>``
985     This specifies the *size* of a pointer and its ``<abi>`` and
986     ``<pref>``\erred alignments for address space ``n``. All sizes are in
987     bits. Specifying the ``<pref>`` alignment is optional. If omitted, the
988     preceding ``:`` should be omitted too. The address space, ``n`` is
989     optional, and if not specified, denotes the default address space 0.
990     The value of ``n`` must be in the range [1,2^23).
991 ``i<size>:<abi>:<pref>``
992     This specifies the alignment for an integer type of a given bit
993     ``<size>``. The value of ``<size>`` must be in the range [1,2^23).
994 ``v<size>:<abi>:<pref>``
995     This specifies the alignment for a vector type of a given bit
996     ``<size>``.
997 ``f<size>:<abi>:<pref>``
998     This specifies the alignment for a floating point type of a given bit
999     ``<size>``. Only values of ``<size>`` that are supported by the target
1000     will work. 32 (float) and 64 (double) are supported on all targets; 80
1001     or 128 (different flavors of long double) are also supported on some
1002     targets.
1003 ``a<size>:<abi>:<pref>``
1004     This specifies the alignment for an aggregate type of a given bit
1005     ``<size>``.
1006 ``s<size>:<abi>:<pref>``
1007     This specifies the alignment for a stack object of a given bit
1008     ``<size>``.
1009 ``n<size1>:<size2>:<size3>...``
1010     This specifies a set of native integer widths for the target CPU in
1011     bits. For example, it might contain ``n32`` for 32-bit PowerPC,
1012     ``n32:64`` for PowerPC 64, or ``n8:16:32:64`` for X86-64. Elements of
1013     this set are considered to support most general arithmetic operations
1014     efficiently.
1015
1016 When constructing the data layout for a given target, LLVM starts with a
1017 default set of specifications which are then (possibly) overridden by
1018 the specifications in the ``datalayout`` keyword. The default
1019 specifications are given in this list:
1020
1021 -  ``E`` - big endian
1022 -  ``p:64:64:64`` - 64-bit pointers with 64-bit alignment
1023 -  ``S0`` - natural stack alignment is unspecified
1024 -  ``i1:8:8`` - i1 is 8-bit (byte) aligned
1025 -  ``i8:8:8`` - i8 is 8-bit (byte) aligned
1026 -  ``i16:16:16`` - i16 is 16-bit aligned
1027 -  ``i32:32:32`` - i32 is 32-bit aligned
1028 -  ``i64:32:64`` - i64 has ABI alignment of 32-bits but preferred
1029    alignment of 64-bits
1030 -  ``f16:16:16`` - half is 16-bit aligned
1031 -  ``f32:32:32`` - float is 32-bit aligned
1032 -  ``f64:64:64`` - double is 64-bit aligned
1033 -  ``f128:128:128`` - quad is 128-bit aligned
1034 -  ``v64:64:64`` - 64-bit vector is 64-bit aligned
1035 -  ``v128:128:128`` - 128-bit vector is 128-bit aligned
1036 -  ``a0:0:64`` - aggregates are 64-bit aligned
1037
1038 When LLVM is determining the alignment for a given type, it uses the
1039 following rules:
1040
1041 #. If the type sought is an exact match for one of the specifications,
1042    that specification is used.
1043 #. If no match is found, and the type sought is an integer type, then
1044    the smallest integer type that is larger than the bitwidth of the
1045    sought type is used. If none of the specifications are larger than
1046    the bitwidth then the largest integer type is used. For example,
1047    given the default specifications above, the i7 type will use the
1048    alignment of i8 (next largest) while both i65 and i256 will use the
1049    alignment of i64 (largest specified).
1050 #. If no match is found, and the type sought is a vector type, then the
1051    largest vector type that is smaller than the sought vector type will
1052    be used as a fall back. This happens because <128 x double> can be
1053    implemented in terms of 64 <2 x double>, for example.
1054
1055 The function of the data layout string may not be what you expect.
1056 Notably, this is not a specification from the frontend of what alignment
1057 the code generator should use.
1058
1059 Instead, if specified, the target data layout is required to match what
1060 the ultimate *code generator* expects. This string is used by the
1061 mid-level optimizers to improve code, and this only works if it matches
1062 what the ultimate code generator uses. If you would like to generate IR
1063 that does not embed this target-specific detail into the IR, then you
1064 don't have to specify the string. This will disable some optimizations
1065 that require precise layout information, but this also prevents those
1066 optimizations from introducing target specificity into the IR.
1067
1068 .. _pointeraliasing:
1069
1070 Pointer Aliasing Rules
1071 ----------------------
1072
1073 Any memory access must be done through a pointer value associated with
1074 an address range of the memory access, otherwise the behavior is
1075 undefined. Pointer values are associated with address ranges according
1076 to the following rules:
1077
1078 -  A pointer value is associated with the addresses associated with any
1079    value it is *based* on.
1080 -  An address of a global variable is associated with the address range
1081    of the variable's storage.
1082 -  The result value of an allocation instruction is associated with the
1083    address range of the allocated storage.
1084 -  A null pointer in the default address-space is associated with no
1085    address.
1086 -  An integer constant other than zero or a pointer value returned from
1087    a function not defined within LLVM may be associated with address
1088    ranges allocated through mechanisms other than those provided by
1089    LLVM. Such ranges shall not overlap with any ranges of addresses
1090    allocated by mechanisms provided by LLVM.
1091
1092 A pointer value is *based* on another pointer value according to the
1093 following rules:
1094
1095 -  A pointer value formed from a ``getelementptr`` operation is *based*
1096    on the first operand of the ``getelementptr``.
1097 -  The result value of a ``bitcast`` is *based* on the operand of the
1098    ``bitcast``.
1099 -  A pointer value formed by an ``inttoptr`` is *based* on all pointer
1100    values that contribute (directly or indirectly) to the computation of
1101    the pointer's value.
1102 -  The "*based* on" relationship is transitive.
1103
1104 Note that this definition of *"based"* is intentionally similar to the
1105 definition of *"based"* in C99, though it is slightly weaker.
1106
1107 LLVM IR does not associate types with memory. The result type of a
1108 ``load`` merely indicates the size and alignment of the memory from
1109 which to load, as well as the interpretation of the value. The first
1110 operand type of a ``store`` similarly only indicates the size and
1111 alignment of the store.
1112
1113 Consequently, type-based alias analysis, aka TBAA, aka
1114 ``-fstrict-aliasing``, is not applicable to general unadorned LLVM IR.
1115 :ref:`Metadata <metadata>` may be used to encode additional information
1116 which specialized optimization passes may use to implement type-based
1117 alias analysis.
1118
1119 .. _volatile:
1120
1121 Volatile Memory Accesses
1122 ------------------------
1123
1124 Certain memory accesses, such as :ref:`load <i_load>`'s,
1125 :ref:`store <i_store>`'s, and :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>`'s may be
1126 marked ``volatile``. The optimizers must not change the number of
1127 volatile operations or change their order of execution relative to other
1128 volatile operations. The optimizers *may* change the order of volatile
1129 operations relative to non-volatile operations. This is not Java's
1130 "volatile" and has no cross-thread synchronization behavior.
1131
1132 IR-level volatile loads and stores cannot safely be optimized into
1133 llvm.memcpy or llvm.memmove intrinsics even when those intrinsics are
1134 flagged volatile. Likewise, the backend should never split or merge
1135 target-legal volatile load/store instructions.
1136
1137 .. admonition:: Rationale
1138
1139  Platforms may rely on volatile loads and stores of natively supported
1140  data width to be executed as single instruction. For example, in C
1141  this holds for an l-value of volatile primitive type with native
1142  hardware support, but not necessarily for aggregate types. The
1143  frontend upholds these expectations, which are intentionally
1144  unspecified in the IR. The rules above ensure that IR transformation
1145  do not violate the frontend's contract with the language.
1146
1147 .. _memmodel:
1148
1149 Memory Model for Concurrent Operations
1150 --------------------------------------
1151
1152 The LLVM IR does not define any way to start parallel threads of
1153 execution or to register signal handlers. Nonetheless, there are
1154 platform-specific ways to create them, and we define LLVM IR's behavior
1155 in their presence. This model is inspired by the C++0x memory model.
1156
1157 For a more informal introduction to this model, see the :doc:`Atomics`.
1158
1159 We define a *happens-before* partial order as the least partial order
1160 that
1161
1162 -  Is a superset of single-thread program order, and
1163 -  When a *synchronizes-with* ``b``, includes an edge from ``a`` to
1164    ``b``. *Synchronizes-with* pairs are introduced by platform-specific
1165    techniques, like pthread locks, thread creation, thread joining,
1166    etc., and by atomic instructions. (See also :ref:`Atomic Memory Ordering
1167    Constraints <ordering>`).
1168
1169 Note that program order does not introduce *happens-before* edges
1170 between a thread and signals executing inside that thread.
1171
1172 Every (defined) read operation (load instructions, memcpy, atomic
1173 loads/read-modify-writes, etc.) R reads a series of bytes written by
1174 (defined) write operations (store instructions, atomic
1175 stores/read-modify-writes, memcpy, etc.). For the purposes of this
1176 section, initialized globals are considered to have a write of the
1177 initializer which is atomic and happens before any other read or write
1178 of the memory in question. For each byte of a read R, R\ :sub:`byte`
1179 may see any write to the same byte, except:
1180
1181 -  If write\ :sub:`1`  happens before write\ :sub:`2`, and
1182    write\ :sub:`2` happens before R\ :sub:`byte`, then
1183    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`1`.
1184 -  If R\ :sub:`byte` happens before write\ :sub:`3`, then
1185    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`3`.
1186
1187 Given that definition, R\ :sub:`byte` is defined as follows:
1188
1189 -  If R is volatile, the result is target-dependent. (Volatile is
1190    supposed to give guarantees which can support ``sig_atomic_t`` in
1191    C/C++, and may be used for accesses to addresses which do not behave
1192    like normal memory. It does not generally provide cross-thread
1193    synchronization.)
1194 -  Otherwise, if there is no write to the same byte that happens before
1195    R\ :sub:`byte`, R\ :sub:`byte` returns ``undef`` for that byte.
1196 -  Otherwise, if R\ :sub:`byte` may see exactly one write,
1197    R\ :sub:`byte` returns the value written by that write.
1198 -  Otherwise, if R is atomic, and all the writes R\ :sub:`byte` may
1199    see are atomic, it chooses one of the values written. See the :ref:`Atomic
1200    Memory Ordering Constraints <ordering>` section for additional
1201    constraints on how the choice is made.
1202 -  Otherwise R\ :sub:`byte` returns ``undef``.
1203
1204 R returns the value composed of the series of bytes it read. This
1205 implies that some bytes within the value may be ``undef`` **without**
1206 the entire value being ``undef``. Note that this only defines the
1207 semantics of the operation; it doesn't mean that targets will emit more
1208 than one instruction to read the series of bytes.
1209
1210 Note that in cases where none of the atomic intrinsics are used, this
1211 model places only one restriction on IR transformations on top of what
1212 is required for single-threaded execution: introducing a store to a byte
1213 which might not otherwise be stored is not allowed in general.
1214 (Specifically, in the case where another thread might write to and read
1215 from an address, introducing a store can change a load that may see
1216 exactly one write into a load that may see multiple writes.)
1217
1218 .. _ordering:
1219
1220 Atomic Memory Ordering Constraints
1221 ----------------------------------
1222
1223 Atomic instructions (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>`,
1224 :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`, :ref:`fence <i_fence>`,
1225 :ref:`atomic load <i_load>`, and :ref:`atomic store <i_store>`) take
1226 an ordering parameter that determines which other atomic instructions on
1227 the same address they *synchronize with*. These semantics are borrowed
1228 from Java and C++0x, but are somewhat more colloquial. If these
1229 descriptions aren't precise enough, check those specs (see spec
1230 references in the :doc:`atomics guide <Atomics>`).
1231 :ref:`fence <i_fence>` instructions treat these orderings somewhat
1232 differently since they don't take an address. See that instruction's
1233 documentation for details.
1234
1235 For a simpler introduction to the ordering constraints, see the
1236 :doc:`Atomics`.
1237
1238 ``unordered``
1239     The set of values that can be read is governed by the happens-before
1240     partial order. A value cannot be read unless some operation wrote
1241     it. This is intended to provide a guarantee strong enough to model
1242     Java's non-volatile shared variables. This ordering cannot be
1243     specified for read-modify-write operations; it is not strong enough
1244     to make them atomic in any interesting way.
1245 ``monotonic``
1246     In addition to the guarantees of ``unordered``, there is a single
1247     total order for modifications by ``monotonic`` operations on each
1248     address. All modification orders must be compatible with the
1249     happens-before order. There is no guarantee that the modification
1250     orders can be combined to a global total order for the whole program
1251     (and this often will not be possible). The read in an atomic
1252     read-modify-write operation (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>` and
1253     :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`) reads the value in the modification
1254     order immediately before the value it writes. If one atomic read
1255     happens before another atomic read of the same address, the later
1256     read must see the same value or a later value in the address's
1257     modification order. This disallows reordering of ``monotonic`` (or
1258     stronger) operations on the same address. If an address is written
1259     ``monotonic``-ally by one thread, and other threads ``monotonic``-ally
1260     read that address repeatedly, the other threads must eventually see
1261     the write. This corresponds to the C++0x/C1x
1262     ``memory_order_relaxed``.
1263 ``acquire``
1264     In addition to the guarantees of ``monotonic``, a
1265     *synchronizes-with* edge may be formed with a ``release`` operation.
1266     This is intended to model C++'s ``memory_order_acquire``.
1267 ``release``
1268     In addition to the guarantees of ``monotonic``, if this operation
1269     writes a value which is subsequently read by an ``acquire``
1270     operation, it *synchronizes-with* that operation. (This isn't a
1271     complete description; see the C++0x definition of a release
1272     sequence.) This corresponds to the C++0x/C1x
1273     ``memory_order_release``.
1274 ``acq_rel`` (acquire+release)
1275     Acts as both an ``acquire`` and ``release`` operation on its
1276     address. This corresponds to the C++0x/C1x ``memory_order_acq_rel``.
1277 ``seq_cst`` (sequentially consistent)
1278     In addition to the guarantees of ``acq_rel`` (``acquire`` for an
1279     operation which only reads, ``release`` for an operation which only
1280     writes), there is a global total order on all
1281     sequentially-consistent operations on all addresses, which is
1282     consistent with the *happens-before* partial order and with the
1283     modification orders of all the affected addresses. Each
1284     sequentially-consistent read sees the last preceding write to the
1285     same address in this global order. This corresponds to the C++0x/C1x
1286     ``memory_order_seq_cst`` and Java volatile.
1287
1288 .. _singlethread:
1289
1290 If an atomic operation is marked ``singlethread``, it only *synchronizes
1291 with* or participates in modification and seq\_cst total orderings with
1292 other operations running in the same thread (for example, in signal
1293 handlers).
1294
1295 .. _fastmath:
1296
1297 Fast-Math Flags
1298 ---------------
1299
1300 LLVM IR floating-point binary ops (:ref:`fadd <i_fadd>`,
1301 :ref:`fsub <i_fsub>`, :ref:`fmul <i_fmul>`, :ref:`fdiv <i_fdiv>`,
1302 :ref:`frem <i_frem>`) have the following flags that can set to enable
1303 otherwise unsafe floating point operations
1304
1305 ``nnan``
1306    No NaNs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
1307    NaN. Such optimizations are required to retain defined behavior over
1308    NaNs, but the value of the result is undefined.
1309
1310 ``ninf``
1311    No Infs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
1312    +/-Inf. Such optimizations are required to retain defined behavior over
1313    +/-Inf, but the value of the result is undefined.
1314
1315 ``nsz``
1316    No Signed Zeros - Allow optimizations to treat the sign of a zero
1317    argument or result as insignificant.
1318
1319 ``arcp``
1320    Allow Reciprocal - Allow optimizations to use the reciprocal of an
1321    argument rather than perform division.
1322
1323 ``fast``
1324    Fast - Allow algebraically equivalent transformations that may
1325    dramatically change results in floating point (e.g. reassociate). This
1326    flag implies all the others.
1327
1328 .. _typesystem:
1329
1330 Type System
1331 ===========
1332
1333 The LLVM type system is one of the most important features of the
1334 intermediate representation. Being typed enables a number of
1335 optimizations to be performed on the intermediate representation
1336 directly, without having to do extra analyses on the side before the
1337 transformation. A strong type system makes it easier to read the
1338 generated code and enables novel analyses and transformations that are
1339 not feasible to perform on normal three address code representations.
1340
1341 Type Classifications
1342 --------------------
1343
1344 The types fall into a few useful classifications:
1345
1346
1347 .. list-table::
1348    :header-rows: 1
1349
1350    * - Classification
1351      - Types
1352
1353    * - :ref:`integer <t_integer>`
1354      - ``i1``, ``i2``, ``i3``, ... ``i8``, ... ``i16``, ... ``i32``, ...
1355        ``i64``, ...
1356
1357    * - :ref:`floating point <t_floating>`
1358      - ``half``, ``float``, ``double``, ``x86_fp80``, ``fp128``,
1359        ``ppc_fp128``
1360
1361
1362    * - first class
1363
1364        .. _t_firstclass:
1365
1366      - :ref:`integer <t_integer>`, :ref:`floating point <t_floating>`,
1367        :ref:`pointer <t_pointer>`, :ref:`vector <t_vector>`,
1368        :ref:`structure <t_struct>`, :ref:`array <t_array>`,
1369        :ref:`label <t_label>`, :ref:`metadata <t_metadata>`.
1370
1371    * - :ref:`primitive <t_primitive>`
1372      - :ref:`label <t_label>`,
1373        :ref:`void <t_void>`,
1374        :ref:`integer <t_integer>`,
1375        :ref:`floating point <t_floating>`,
1376        :ref:`x86mmx <t_x86mmx>`,
1377        :ref:`metadata <t_metadata>`.
1378
1379    * - :ref:`derived <t_derived>`
1380      - :ref:`array <t_array>`,
1381        :ref:`function <t_function>`,
1382        :ref:`pointer <t_pointer>`,
1383        :ref:`structure <t_struct>`,
1384        :ref:`vector <t_vector>`,
1385        :ref:`opaque <t_opaque>`.
1386
1387 The :ref:`first class <t_firstclass>` types are perhaps the most important.
1388 Values of these types are the only ones which can be produced by
1389 instructions.
1390
1391 .. _t_primitive:
1392
1393 Primitive Types
1394 ---------------
1395
1396 The primitive types are the fundamental building blocks of the LLVM
1397 system.
1398
1399 .. _t_integer:
1400
1401 Integer Type
1402 ^^^^^^^^^^^^
1403
1404 Overview:
1405 """""""""
1406
1407 The integer type is a very simple type that simply specifies an
1408 arbitrary bit width for the integer type desired. Any bit width from 1
1409 bit to 2\ :sup:`23`\ -1 (about 8 million) can be specified.
1410
1411 Syntax:
1412 """""""
1413
1414 ::
1415
1416       iN
1417
1418 The number of bits the integer will occupy is specified by the ``N``
1419 value.
1420
1421 Examples:
1422 """""""""
1423
1424 +----------------+------------------------------------------------+
1425 | ``i1``         | a single-bit integer.                          |
1426 +----------------+------------------------------------------------+
1427 | ``i32``        | a 32-bit integer.                              |
1428 +----------------+------------------------------------------------+
1429 | ``i1942652``   | a really big integer of over 1 million bits.   |
1430 +----------------+------------------------------------------------+
1431
1432 .. _t_floating:
1433
1434 Floating Point Types
1435 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1436
1437 .. list-table::
1438    :header-rows: 1
1439
1440    * - Type
1441      - Description
1442
1443    * - ``half``
1444      - 16-bit floating point value
1445
1446    * - ``float``
1447      - 32-bit floating point value
1448
1449    * - ``double``
1450      - 64-bit floating point value
1451
1452    * - ``fp128``
1453      - 128-bit floating point value (112-bit mantissa)
1454
1455    * - ``x86_fp80``
1456      -  80-bit floating point value (X87)
1457
1458    * - ``ppc_fp128``
1459      - 128-bit floating point value (two 64-bits)
1460
1461 .. _t_x86mmx:
1462
1463 X86mmx Type
1464 ^^^^^^^^^^^
1465
1466 Overview:
1467 """""""""
1468
1469 The x86mmx type represents a value held in an MMX register on an x86
1470 machine. The operations allowed on it are quite limited: parameters and
1471 return values, load and store, and bitcast. User-specified MMX
1472 instructions are represented as intrinsic or asm calls with arguments
1473 and/or results of this type. There are no arrays, vectors or constants
1474 of this type.
1475
1476 Syntax:
1477 """""""
1478
1479 ::
1480
1481       x86mmx
1482
1483 .. _t_void:
1484
1485 Void Type
1486 ^^^^^^^^^
1487
1488 Overview:
1489 """""""""
1490
1491 The void type does not represent any value and has no size.
1492
1493 Syntax:
1494 """""""
1495
1496 ::
1497
1498       void
1499
1500 .. _t_label:
1501
1502 Label Type
1503 ^^^^^^^^^^
1504
1505 Overview:
1506 """""""""
1507
1508 The label type represents code labels.
1509
1510 Syntax:
1511 """""""
1512
1513 ::
1514
1515       label
1516
1517 .. _t_metadata:
1518
1519 Metadata Type
1520 ^^^^^^^^^^^^^
1521
1522 Overview:
1523 """""""""
1524
1525 The metadata type represents embedded metadata. No derived types may be
1526 created from metadata except for :ref:`function <t_function>` arguments.
1527
1528 Syntax:
1529 """""""
1530
1531 ::
1532
1533       metadata
1534
1535 .. _t_derived:
1536
1537 Derived Types
1538 -------------
1539
1540 The real power in LLVM comes from the derived types in the system. This
1541 is what allows a programmer to represent arrays, functions, pointers,
1542 and other useful types. Each of these types contain one or more element
1543 types which may be a primitive type, or another derived type. For
1544 example, it is possible to have a two dimensional array, using an array
1545 as the element type of another array.
1546
1547 .. _t_aggregate:
1548
1549 Aggregate Types
1550 ^^^^^^^^^^^^^^^
1551
1552 Aggregate Types are a subset of derived types that can contain multiple
1553 member types. :ref:`Arrays <t_array>` and :ref:`structs <t_struct>` are
1554 aggregate types. :ref:`Vectors <t_vector>` are not considered to be
1555 aggregate types.
1556
1557 .. _t_array:
1558
1559 Array Type
1560 ^^^^^^^^^^
1561
1562 Overview:
1563 """""""""
1564
1565 The array type is a very simple derived type that arranges elements
1566 sequentially in memory. The array type requires a size (number of
1567 elements) and an underlying data type.
1568
1569 Syntax:
1570 """""""
1571
1572 ::
1573
1574       [<# elements> x <elementtype>]
1575
1576 The number of elements is a constant integer value; ``elementtype`` may
1577 be any type with a size.
1578
1579 Examples:
1580 """""""""
1581
1582 +------------------+--------------------------------------+
1583 | ``[40 x i32]``   | Array of 40 32-bit integer values.   |
1584 +------------------+--------------------------------------+
1585 | ``[41 x i32]``   | Array of 41 32-bit integer values.   |
1586 +------------------+--------------------------------------+
1587 | ``[4 x i8]``     | Array of 4 8-bit integer values.     |
1588 +------------------+--------------------------------------+
1589
1590 Here are some examples of multidimensional arrays:
1591
1592 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
1593 | ``[3 x [4 x i32]]``         | 3x4 array of 32-bit integer values.                      |
1594 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
1595 | ``[12 x [10 x float]]``     | 12x10 array of single precision floating point values.   |
1596 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
1597 | ``[2 x [3 x [4 x i16]]]``   | 2x3x4 array of 16-bit integer values.                    |
1598 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
1599
1600 There is no restriction on indexing beyond the end of the array implied
1601 by a static type (though there are restrictions on indexing beyond the
1602 bounds of an allocated object in some cases). This means that
1603 single-dimension 'variable sized array' addressing can be implemented in
1604 LLVM with a zero length array type. An implementation of 'pascal style
1605 arrays' in LLVM could use the type "``{ i32, [0 x float]}``", for
1606 example.
1607
1608 .. _t_function:
1609
1610 Function Type
1611 ^^^^^^^^^^^^^
1612
1613 Overview:
1614 """""""""
1615
1616 The function type can be thought of as a function signature. It consists
1617 of a return type and a list of formal parameter types. The return type
1618 of a function type is a first class type or a void type.
1619
1620 Syntax:
1621 """""""
1622
1623 ::
1624
1625       <returntype> (<parameter list>)
1626
1627 ...where '``<parameter list>``' is a comma-separated list of type
1628 specifiers. Optionally, the parameter list may include a type ``...``,
1629 which indicates that the function takes a variable number of arguments.
1630 Variable argument functions can access their arguments with the
1631 :ref:`variable argument handling intrinsic <int_varargs>` functions.
1632 '``<returntype>``' is any type except :ref:`label <t_label>`.
1633
1634 Examples:
1635 """""""""
1636
1637 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1638 | ``i32 (i32)``                   | function taking an ``i32``, returning an ``i32``                                                                                                                    |
1639 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1640 | ``float (i16, i32 *) *``        | :ref:`Pointer <t_pointer>` to a function that takes an ``i16`` and a :ref:`pointer <t_pointer>` to ``i32``, returning ``float``.                                    |
1641 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1642 | ``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. |
1643 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1644 | ``{i32, i32} (i32)``            | A function taking an ``i32``, returning a :ref:`structure <t_struct>` containing two ``i32`` values                                                                 |
1645 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1646
1647 .. _t_struct:
1648
1649 Structure Type
1650 ^^^^^^^^^^^^^^
1651
1652 Overview:
1653 """""""""
1654
1655 The structure type is used to represent a collection of data members
1656 together in memory. The elements of a structure may be any type that has
1657 a size.
1658
1659 Structures in memory are accessed using '``load``' and '``store``' by
1660 getting a pointer to a field with the '``getelementptr``' instruction.
1661 Structures in registers are accessed using the '``extractvalue``' and
1662 '``insertvalue``' instructions.
1663
1664 Structures may optionally be "packed" structures, which indicate that
1665 the alignment of the struct is one byte, and that there is no padding
1666 between the elements. In non-packed structs, padding between field types
1667 is inserted as defined by the DataLayout string in the module, which is
1668 required to match what the underlying code generator expects.
1669
1670 Structures can either be "literal" or "identified". A literal structure
1671 is defined inline with other types (e.g. ``{i32, i32}*``) whereas
1672 identified types are always defined at the top level with a name.
1673 Literal types are uniqued by their contents and can never be recursive
1674 or opaque since there is no way to write one. Identified types can be
1675 recursive, can be opaqued, and are never uniqued.
1676
1677 Syntax:
1678 """""""
1679
1680 ::
1681
1682       %T1 = type { <type list> }     ; Identified normal struct type
1683       %T2 = type <{ <type list> }>   ; Identified packed struct type
1684
1685 Examples:
1686 """""""""
1687
1688 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1689 | ``{ i32, i32, i32 }``        | A triple of three ``i32`` values                                                                                                                                                      |
1690 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1691 | ``{ 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``.  |
1692 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1693 | ``<{ i8, i32 }>``            | A packed struct known to be 5 bytes in size.                                                                                                                                          |
1694 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1695
1696 .. _t_opaque:
1697
1698 Opaque Structure Types
1699 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1700
1701 Overview:
1702 """""""""
1703
1704 Opaque structure types are used to represent named structure types that
1705 do not have a body specified. This corresponds (for example) to the C
1706 notion of a forward declared structure.
1707
1708 Syntax:
1709 """""""
1710
1711 ::
1712
1713       %X = type opaque
1714       %52 = type opaque
1715
1716 Examples:
1717 """""""""
1718
1719 +--------------+-------------------+
1720 | ``opaque``   | An opaque type.   |
1721 +--------------+-------------------+
1722
1723 .. _t_pointer:
1724
1725 Pointer Type
1726 ^^^^^^^^^^^^
1727
1728 Overview:
1729 """""""""
1730
1731 The pointer type is used to specify memory locations. Pointers are
1732 commonly used to reference objects in memory.
1733
1734 Pointer types may have an optional address space attribute defining the
1735 numbered address space where the pointed-to object resides. The default
1736 address space is number zero. The semantics of non-zero address spaces
1737 are target-specific.
1738
1739 Note that LLVM does not permit pointers to void (``void*``) nor does it
1740 permit pointers to labels (``label*``). Use ``i8*`` instead.
1741
1742 Syntax:
1743 """""""
1744
1745 ::
1746
1747       <type> *
1748
1749 Examples:
1750 """""""""
1751
1752 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1753 | ``[4 x i32]*``          | A :ref:`pointer <t_pointer>` to :ref:`array <t_array>` of four ``i32`` values.                               |
1754 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1755 | ``i32 (i32*) *``        | A :ref:`pointer <t_pointer>` to a :ref:`function <t_function>` that takes an ``i32*``, returning an ``i32``. |
1756 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1757 | ``i32 addrspace(5)*``   | A :ref:`pointer <t_pointer>` to an ``i32`` value that resides in address space #5.                           |
1758 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1759
1760 .. _t_vector:
1761
1762 Vector Type
1763 ^^^^^^^^^^^
1764
1765 Overview:
1766 """""""""
1767
1768 A vector type is a simple derived type that represents a vector of
1769 elements. Vector types are used when multiple primitive data are
1770 operated in parallel using a single instruction (SIMD). A vector type
1771 requires a size (number of elements) and an underlying primitive data
1772 type. Vector types are considered :ref:`first class <t_firstclass>`.
1773
1774 Syntax:
1775 """""""
1776
1777 ::
1778
1779       < <# elements> x <elementtype> >
1780
1781 The number of elements is a constant integer value larger than 0;
1782 elementtype may be any integer or floating point type, or a pointer to
1783 these types. Vectors of size zero are not allowed.
1784
1785 Examples:
1786 """""""""
1787
1788 +-------------------+--------------------------------------------------+
1789 | ``<4 x i32>``     | Vector of 4 32-bit integer values.               |
1790 +-------------------+--------------------------------------------------+
1791 | ``<8 x float>``   | Vector of 8 32-bit floating-point values.        |
1792 +-------------------+--------------------------------------------------+
1793 | ``<2 x i64>``     | Vector of 2 64-bit integer values.               |
1794 +-------------------+--------------------------------------------------+
1795 | ``<4 x i64*>``    | Vector of 4 pointers to 64-bit integer values.   |
1796 +-------------------+--------------------------------------------------+
1797
1798 Constants
1799 =========
1800
1801 LLVM has several different basic types of constants. This section
1802 describes them all and their syntax.
1803
1804 Simple Constants
1805 ----------------
1806
1807 **Boolean constants**
1808     The two strings '``true``' and '``false``' are both valid constants
1809     of the ``i1`` type.
1810 **Integer constants**
1811     Standard integers (such as '4') are constants of the
1812     :ref:`integer <t_integer>` type. Negative numbers may be used with
1813     integer types.
1814 **Floating point constants**
1815     Floating point constants use standard decimal notation (e.g.
1816     123.421), exponential notation (e.g. 1.23421e+2), or a more precise
1817     hexadecimal notation (see below). The assembler requires the exact
1818     decimal value of a floating-point constant. For example, the
1819     assembler accepts 1.25 but rejects 1.3 because 1.3 is a repeating
1820     decimal in binary. Floating point constants must have a :ref:`floating
1821     point <t_floating>` type.
1822 **Null pointer constants**
1823     The identifier '``null``' is recognized as a null pointer constant
1824     and must be of :ref:`pointer type <t_pointer>`.
1825
1826 The one non-intuitive notation for constants is the hexadecimal form of
1827 floating point constants. For example, the form
1828 '``double    0x432ff973cafa8000``' is equivalent to (but harder to read
1829 than) '``double 4.5e+15``'. The only time hexadecimal floating point
1830 constants are required (and the only time that they are generated by the
1831 disassembler) is when a floating point constant must be emitted but it
1832 cannot be represented as a decimal floating point number in a reasonable
1833 number of digits. For example, NaN's, infinities, and other special
1834 values are represented in their IEEE hexadecimal format so that assembly
1835 and disassembly do not cause any bits to change in the constants.
1836
1837 When using the hexadecimal form, constants of types half, float, and
1838 double are represented using the 16-digit form shown above (which
1839 matches the IEEE754 representation for double); half and float values
1840 must, however, be exactly representable as IEEE 754 half and single
1841 precision, respectively. Hexadecimal format is always used for long
1842 double, and there are three forms of long double. The 80-bit format used
1843 by x86 is represented as ``0xK`` followed by 20 hexadecimal digits. The
1844 128-bit format used by PowerPC (two adjacent doubles) is represented by
1845 ``0xM`` followed by 32 hexadecimal digits. The IEEE 128-bit format is
1846 represented by ``0xL`` followed by 32 hexadecimal digits; no currently
1847 supported target uses this format. Long doubles will only work if they
1848 match the long double format on your target. The IEEE 16-bit format
1849 (half precision) is represented by ``0xH`` followed by 4 hexadecimal
1850 digits. All hexadecimal formats are big-endian (sign bit at the left).
1851
1852 There are no constants of type x86mmx.
1853
1854 Complex Constants
1855 -----------------
1856
1857 Complex constants are a (potentially recursive) combination of simple
1858 constants and smaller complex constants.
1859
1860 **Structure constants**
1861     Structure constants are represented with notation similar to
1862     structure type definitions (a comma separated list of elements,
1863     surrounded by braces (``{}``)). For example:
1864     "``{ i32 4, float 17.0, i32* @G }``", where "``@G``" is declared as
1865     "``@G = external global i32``". Structure constants must have
1866     :ref:`structure type <t_struct>`, and the number and types of elements
1867     must match those specified by the type.
1868 **Array constants**
1869     Array constants are represented with notation similar to array type
1870     definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
1871     square brackets (``[]``)). For example:
1872     "``[ i32 42, i32 11, i32 74 ]``". Array constants must have
1873     :ref:`array type <t_array>`, and the number and types of elements must
1874     match those specified by the type.
1875 **Vector constants**
1876     Vector constants are represented with notation similar to vector
1877     type definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
1878     less-than/greater-than's (``<>``)). For example:
1879     "``< i32 42, i32 11, i32 74, i32 100 >``". Vector constants
1880     must have :ref:`vector type <t_vector>`, and the number and types of
1881     elements must match those specified by the type.
1882 **Zero initialization**
1883     The string '``zeroinitializer``' can be used to zero initialize a
1884     value to zero of *any* type, including scalar and
1885     :ref:`aggregate <t_aggregate>` types. This is often used to avoid
1886     having to print large zero initializers (e.g. for large arrays) and
1887     is always exactly equivalent to using explicit zero initializers.
1888 **Metadata node**
1889     A metadata node is a structure-like constant with :ref:`metadata
1890     type <t_metadata>`. For example:
1891     "``metadata !{ i32 0, metadata !"test" }``". Unlike other
1892     constants that are meant to be interpreted as part of the
1893     instruction stream, metadata is a place to attach additional
1894     information such as debug info.
1895
1896 Global Variable and Function Addresses
1897 --------------------------------------
1898
1899 The addresses of :ref:`global variables <globalvars>` and
1900 :ref:`functions <functionstructure>` are always implicitly valid
1901 (link-time) constants. These constants are explicitly referenced when
1902 the :ref:`identifier for the global <identifiers>` is used and always have
1903 :ref:`pointer <t_pointer>` type. For example, the following is a legal LLVM
1904 file:
1905
1906 .. code-block:: llvm
1907
1908     @X = global i32 17
1909     @Y = global i32 42
1910     @Z = global [2 x i32*] [ i32* @X, i32* @Y ]
1911
1912 .. _undefvalues:
1913
1914 Undefined Values
1915 ----------------
1916
1917 The string '``undef``' can be used anywhere a constant is expected, and
1918 indicates that the user of the value may receive an unspecified
1919 bit-pattern. Undefined values may be of any type (other than '``label``'
1920 or '``void``') and be used anywhere a constant is permitted.
1921
1922 Undefined values are useful because they indicate to the compiler that
1923 the program is well defined no matter what value is used. This gives the
1924 compiler more freedom to optimize. Here are some examples of
1925 (potentially surprising) transformations that are valid (in pseudo IR):
1926
1927 .. code-block:: llvm
1928
1929       %A = add %X, undef
1930       %B = sub %X, undef
1931       %C = xor %X, undef
1932     Safe:
1933       %A = undef
1934       %B = undef
1935       %C = undef
1936
1937 This is safe because all of the output bits are affected by the undef
1938 bits. Any output bit can have a zero or one depending on the input bits.
1939
1940 .. code-block:: llvm
1941
1942       %A = or %X, undef
1943       %B = and %X, undef
1944     Safe:
1945       %A = -1
1946       %B = 0
1947     Unsafe:
1948       %A = undef
1949       %B = undef
1950
1951 These logical operations have bits that are not always affected by the
1952 input. For example, if ``%X`` has a zero bit, then the output of the
1953 '``and``' operation will always be a zero for that bit, no matter what
1954 the corresponding bit from the '``undef``' is. As such, it is unsafe to
1955 optimize or assume that the result of the '``and``' is '``undef``'.
1956 However, it is safe to assume that all bits of the '``undef``' could be
1957 0, and optimize the '``and``' to 0. Likewise, it is safe to assume that
1958 all the bits of the '``undef``' operand to the '``or``' could be set,
1959 allowing the '``or``' to be folded to -1.
1960
1961 .. code-block:: llvm
1962
1963       %A = select undef, %X, %Y
1964       %B = select undef, 42, %Y
1965       %C = select %X, %Y, undef
1966     Safe:
1967       %A = %X     (or %Y)
1968       %B = 42     (or %Y)
1969       %C = %Y
1970     Unsafe:
1971       %A = undef
1972       %B = undef
1973       %C = undef
1974
1975 This set of examples shows that undefined '``select``' (and conditional
1976 branch) conditions can go *either way*, but they have to come from one
1977 of the two operands. In the ``%A`` example, if ``%X`` and ``%Y`` were
1978 both known to have a clear low bit, then ``%A`` would have to have a
1979 cleared low bit. However, in the ``%C`` example, the optimizer is
1980 allowed to assume that the '``undef``' operand could be the same as
1981 ``%Y``, allowing the whole '``select``' to be eliminated.
1982
1983 .. code-block:: llvm
1984
1985       %A = xor undef, undef
1986
1987       %B = undef
1988       %C = xor %B, %B
1989
1990       %D = undef
1991       %E = icmp lt %D, 4
1992       %F = icmp gte %D, 4
1993
1994     Safe:
1995       %A = undef
1996       %B = undef
1997       %C = undef
1998       %D = undef
1999       %E = undef
2000       %F = undef
2001
2002 This example points out that two '``undef``' operands are not
2003 necessarily the same. This can be surprising to people (and also matches
2004 C semantics) where they assume that "``X^X``" is always zero, even if
2005 ``X`` is undefined. This isn't true for a number of reasons, but the
2006 short answer is that an '``undef``' "variable" can arbitrarily change
2007 its value over its "live range". This is true because the variable
2008 doesn't actually *have a live range*. Instead, the value is logically
2009 read from arbitrary registers that happen to be around when needed, so
2010 the value is not necessarily consistent over time. In fact, ``%A`` and
2011 ``%C`` need to have the same semantics or the core LLVM "replace all
2012 uses with" concept would not hold.
2013
2014 .. code-block:: llvm
2015
2016       %A = fdiv undef, %X
2017       %B = fdiv %X, undef
2018     Safe:
2019       %A = undef
2020     b: unreachable
2021
2022 These examples show the crucial difference between an *undefined value*
2023 and *undefined behavior*. An undefined value (like '``undef``') is
2024 allowed to have an arbitrary bit-pattern. This means that the ``%A``
2025 operation can be constant folded to '``undef``', because the '``undef``'
2026 could be an SNaN, and ``fdiv`` is not (currently) defined on SNaN's.
2027 However, in the second example, we can make a more aggressive
2028 assumption: because the ``undef`` is allowed to be an arbitrary value,
2029 we are allowed to assume that it could be zero. Since a divide by zero
2030 has *undefined behavior*, we are allowed to assume that the operation
2031 does not execute at all. This allows us to delete the divide and all
2032 code after it. Because the undefined operation "can't happen", the
2033 optimizer can assume that it occurs in dead code.
2034
2035 .. code-block:: llvm
2036
2037     a:  store undef -> %X
2038     b:  store %X -> undef
2039     Safe:
2040     a: <deleted>
2041     b: unreachable
2042
2043 These examples reiterate the ``fdiv`` example: a store *of* an undefined
2044 value can be assumed to not have any effect; we can assume that the
2045 value is overwritten with bits that happen to match what was already
2046 there. However, a store *to* an undefined location could clobber
2047 arbitrary memory, therefore, it has undefined behavior.
2048
2049 .. _poisonvalues:
2050
2051 Poison Values
2052 -------------
2053
2054 Poison values are similar to :ref:`undef values <undefvalues>`, however
2055 they also represent the fact that an instruction or constant expression
2056 which cannot evoke side effects has nevertheless detected a condition
2057 which results in undefined behavior.
2058
2059 There is currently no way of representing a poison value in the IR; they
2060 only exist when produced by operations such as :ref:`add <i_add>` with
2061 the ``nsw`` flag.
2062
2063 Poison value behavior is defined in terms of value *dependence*:
2064
2065 -  Values other than :ref:`phi <i_phi>` nodes depend on their operands.
2066 -  :ref:`Phi <i_phi>` nodes depend on the operand corresponding to
2067    their dynamic predecessor basic block.
2068 -  Function arguments depend on the corresponding actual argument values
2069    in the dynamic callers of their functions.
2070 -  :ref:`Call <i_call>` instructions depend on the :ref:`ret <i_ret>`
2071    instructions that dynamically transfer control back to them.
2072 -  :ref:`Invoke <i_invoke>` instructions depend on the
2073    :ref:`ret <i_ret>`, :ref:`resume <i_resume>`, or exception-throwing
2074    call instructions that dynamically transfer control back to them.
2075 -  Non-volatile loads and stores depend on the most recent stores to all
2076    of the referenced memory addresses, following the order in the IR
2077    (including loads and stores implied by intrinsics such as
2078    :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`.)
2079 -  An instruction with externally visible side effects depends on the
2080    most recent preceding instruction with externally visible side
2081    effects, following the order in the IR. (This includes :ref:`volatile
2082    operations <volatile>`.)
2083 -  An instruction *control-depends* on a :ref:`terminator
2084    instruction <terminators>` if the terminator instruction has
2085    multiple successors and the instruction is always executed when
2086    control transfers to one of the successors, and may not be executed
2087    when control is transferred to another.
2088 -  Additionally, an instruction also *control-depends* on a terminator
2089    instruction if the set of instructions it otherwise depends on would
2090    be different if the terminator had transferred control to a different
2091    successor.
2092 -  Dependence is transitive.
2093
2094 Poison Values have the same behavior as :ref:`undef values <undefvalues>`,
2095 with the additional affect that any instruction which has a *dependence*
2096 on a poison value has undefined behavior.
2097
2098 Here are some examples:
2099
2100 .. code-block:: llvm
2101
2102     entry:
2103       %poison = sub nuw i32 0, 1           ; Results in a poison value.
2104       %still_poison = and i32 %poison, 0   ; 0, but also poison.
2105       %poison_yet_again = getelementptr i32* @h, i32 %still_poison
2106       store i32 0, i32* %poison_yet_again  ; memory at @h[0] is poisoned
2107
2108       store i32 %poison, i32* @g           ; Poison value stored to memory.
2109       %poison2 = load i32* @g              ; Poison value loaded back from memory.
2110
2111       store volatile i32 %poison, i32* @g  ; External observation; undefined behavior.
2112
2113       %narrowaddr = bitcast i32* @g to i16*
2114       %wideaddr = bitcast i32* @g to i64*
2115       %poison3 = load i16* %narrowaddr     ; Returns a poison value.
2116       %poison4 = load i64* %wideaddr       ; Returns a poison value.
2117
2118       %cmp = icmp slt i32 %poison, 0       ; Returns a poison value.
2119       br i1 %cmp, label %true, label %end  ; Branch to either destination.
2120
2121     true:
2122       store volatile i32 0, i32* @g        ; This is control-dependent on %cmp, so
2123                                            ; it has undefined behavior.
2124       br label %end
2125
2126     end:
2127       %p = phi i32 [ 0, %entry ], [ 1, %true ]
2128                                            ; Both edges into this PHI are
2129                                            ; control-dependent on %cmp, so this
2130                                            ; always results in a poison value.
2131
2132       store volatile i32 0, i32* @g        ; This would depend on the store in %true
2133                                            ; if %cmp is true, or the store in %entry
2134                                            ; otherwise, so this is undefined behavior.
2135
2136       br i1 %cmp, label %second_true, label %second_end
2137                                            ; The same branch again, but this time the
2138                                            ; true block doesn't have side effects.
2139
2140     second_true:
2141       ; No side effects!
2142       ret void
2143
2144     second_end:
2145       store volatile i32 0, i32* @g        ; This time, the instruction always depends
2146                                            ; on the store in %end. Also, it is
2147                                            ; control-equivalent to %end, so this is
2148                                            ; well-defined (ignoring earlier undefined
2149                                            ; behavior in this example).
2150
2151 .. _blockaddress:
2152
2153 Addresses of Basic Blocks
2154 -------------------------
2155
2156 ``blockaddress(@function, %block)``
2157
2158 The '``blockaddress``' constant computes the address of the specified
2159 basic block in the specified function, and always has an ``i8*`` type.
2160 Taking the address of the entry block is illegal.
2161
2162 This value only has defined behavior when used as an operand to the
2163 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`' instruction, or for comparisons
2164 against null. Pointer equality tests between labels addresses results in
2165 undefined behavior --- though, again, comparison against null is ok, and
2166 no label is equal to the null pointer. This may be passed around as an
2167 opaque pointer sized value as long as the bits are not inspected. This
2168 allows ``ptrtoint`` and arithmetic to be performed on these values so
2169 long as the original value is reconstituted before the ``indirectbr``
2170 instruction.
2171
2172 Finally, some targets may provide defined semantics when using the value
2173 as the operand to an inline assembly, but that is target specific.
2174
2175 Constant Expressions
2176 --------------------
2177
2178 Constant expressions are used to allow expressions involving other
2179 constants to be used as constants. Constant expressions may be of any
2180 :ref:`first class <t_firstclass>` type and may involve any LLVM operation
2181 that does not have side effects (e.g. load and call are not supported).
2182 The following is the syntax for constant expressions:
2183
2184 ``trunc (CST to TYPE)``
2185     Truncate a constant to another type. The bit size of CST must be
2186     larger than the bit size of TYPE. Both types must be integers.
2187 ``zext (CST to TYPE)``
2188     Zero extend a constant to another type. The bit size of CST must be
2189     smaller than the bit size of TYPE. Both types must be integers.
2190 ``sext (CST to TYPE)``
2191     Sign extend a constant to another type. The bit size of CST must be
2192     smaller than the bit size of TYPE. Both types must be integers.
2193 ``fptrunc (CST to TYPE)``
2194     Truncate a floating point constant to another floating point type.
2195     The size of CST must be larger than the size of TYPE. Both types
2196     must be floating point.
2197 ``fpext (CST to TYPE)``
2198     Floating point extend a constant to another type. The size of CST
2199     must be smaller or equal to the size of TYPE. Both types must be
2200     floating point.
2201 ``fptoui (CST to TYPE)``
2202     Convert a floating point constant to the corresponding unsigned
2203     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
2204     must be of scalar or vector floating point type. Both CST and TYPE
2205     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
2206     value won't fit in the integer type, the results are undefined.
2207 ``fptosi (CST to TYPE)``
2208     Convert a floating point constant to the corresponding signed
2209     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
2210     must be of scalar or vector floating point type. Both CST and TYPE
2211     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
2212     value won't fit in the integer type, the results are undefined.
2213 ``uitofp (CST to TYPE)``
2214     Convert an unsigned integer constant to the corresponding floating
2215     point constant. TYPE must be a scalar or vector floating point type.
2216     CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
2217     be scalars, or vectors of the same number of elements. If the value
2218     won't fit in the floating point type, the results are undefined.
2219 ``sitofp (CST to TYPE)``
2220     Convert a signed integer constant to the corresponding floating
2221     point constant. TYPE must be a scalar or vector floating point type.
2222     CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
2223     be scalars, or vectors of the same number of elements. If the value
2224     won't fit in the floating point type, the results are undefined.
2225 ``ptrtoint (CST to TYPE)``
2226     Convert a pointer typed constant to the corresponding integer
2227     constant. ``TYPE`` must be an integer type. ``CST`` must be of
2228     pointer type. The ``CST`` value is zero extended, truncated, or
2229     unchanged to make it fit in ``TYPE``.
2230 ``inttoptr (CST to TYPE)``
2231     Convert an integer constant to a pointer constant. TYPE must be a
2232     pointer type. CST must be of integer type. The CST value is zero
2233     extended, truncated, or unchanged to make it fit in a pointer size.
2234     This one is *really* dangerous!
2235 ``bitcast (CST to TYPE)``
2236     Convert a constant, CST, to another TYPE. The constraints of the
2237     operands are the same as those for the :ref:`bitcast
2238     instruction <i_bitcast>`.
2239 ``getelementptr (CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``, ``getelementptr inbounds (CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``
2240     Perform the :ref:`getelementptr operation <i_getelementptr>` on
2241     constants. As with the :ref:`getelementptr <i_getelementptr>`
2242     instruction, the index list may have zero or more indexes, which are
2243     required to make sense for the type of "CSTPTR".
2244 ``select (COND, VAL1, VAL2)``
2245     Perform the :ref:`select operation <i_select>` on constants.
2246 ``icmp COND (VAL1, VAL2)``
2247     Performs the :ref:`icmp operation <i_icmp>` on constants.
2248 ``fcmp COND (VAL1, VAL2)``
2249     Performs the :ref:`fcmp operation <i_fcmp>` on constants.
2250 ``extractelement (VAL, IDX)``
2251     Perform the :ref:`extractelement operation <i_extractelement>` on
2252     constants.
2253 ``insertelement (VAL, ELT, IDX)``
2254     Perform the :ref:`insertelement operation <i_insertelement>` on
2255     constants.
2256 ``shufflevector (VEC1, VEC2, IDXMASK)``
2257     Perform the :ref:`shufflevector operation <i_shufflevector>` on
2258     constants.
2259 ``extractvalue (VAL, IDX0, IDX1, ...)``
2260     Perform the :ref:`extractvalue operation <i_extractvalue>` on
2261     constants. The index list is interpreted in a similar manner as
2262     indices in a ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At
2263     least one index value must be specified.
2264 ``insertvalue (VAL, ELT, IDX0, IDX1, ...)``
2265     Perform the :ref:`insertvalue operation <i_insertvalue>` on constants.
2266     The index list is interpreted in a similar manner as indices in a
2267     ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At least one index
2268     value must be specified.
2269 ``OPCODE (LHS, RHS)``
2270     Perform the specified operation of the LHS and RHS constants. OPCODE
2271     may be any of the :ref:`binary <binaryops>` or :ref:`bitwise
2272     binary <bitwiseops>` operations. The constraints on operands are
2273     the same as those for the corresponding instruction (e.g. no bitwise
2274     operations on floating point values are allowed).
2275
2276 Other Values
2277 ============
2278
2279 Inline Assembler Expressions
2280 ----------------------------
2281
2282 LLVM supports inline assembler expressions (as opposed to :ref:`Module-Level
2283 Inline Assembly <moduleasm>`) through the use of a special value. This
2284 value represents the inline assembler as a string (containing the
2285 instructions to emit), a list of operand constraints (stored as a
2286 string), a flag that indicates whether or not the inline asm expression
2287 has side effects, and a flag indicating whether the function containing
2288 the asm needs to align its stack conservatively. An example inline
2289 assembler expression is:
2290
2291 .. code-block:: llvm
2292
2293     i32 (i32) asm "bswap $0", "=r,r"
2294
2295 Inline assembler expressions may **only** be used as the callee operand
2296 of a :ref:`call <i_call>` or an :ref:`invoke <i_invoke>` instruction.
2297 Thus, typically we have:
2298
2299 .. code-block:: llvm
2300
2301     %X = call i32 asm "bswap $0", "=r,r"(i32 %Y)
2302
2303 Inline asms with side effects not visible in the constraint list must be
2304 marked as having side effects. This is done through the use of the
2305 '``sideeffect``' keyword, like so:
2306
2307 .. code-block:: llvm
2308
2309     call void asm sideeffect "eieio", ""()
2310
2311 In some cases inline asms will contain code that will not work unless
2312 the stack is aligned in some way, such as calls or SSE instructions on
2313 x86, yet will not contain code that does that alignment within the asm.
2314 The compiler should make conservative assumptions about what the asm
2315 might contain and should generate its usual stack alignment code in the
2316 prologue if the '``alignstack``' keyword is present:
2317
2318 .. code-block:: llvm
2319
2320     call void asm alignstack "eieio", ""()
2321
2322 Inline asms also support using non-standard assembly dialects. The
2323 assumed dialect is ATT. When the '``inteldialect``' keyword is present,
2324 the inline asm is using the Intel dialect. Currently, ATT and Intel are
2325 the only supported dialects. An example is:
2326
2327 .. code-block:: llvm
2328
2329     call void asm inteldialect "eieio", ""()
2330
2331 If multiple keywords appear the '``sideeffect``' keyword must come
2332 first, the '``alignstack``' keyword second and the '``inteldialect``'
2333 keyword last.
2334
2335 Inline Asm Metadata
2336 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2337
2338 The call instructions that wrap inline asm nodes may have a
2339 "``!srcloc``" MDNode attached to it that contains a list of constant
2340 integers. If present, the code generator will use the integer as the
2341 location cookie value when report errors through the ``LLVMContext``
2342 error reporting mechanisms. This allows a front-end to correlate backend
2343 errors that occur with inline asm back to the source code that produced
2344 it. For example:
2345
2346 .. code-block:: llvm
2347
2348     call void asm sideeffect "something bad", ""(), !srcloc !42
2349     ...
2350     !42 = !{ i32 1234567 }
2351
2352 It is up to the front-end to make sense of the magic numbers it places
2353 in the IR. If the MDNode contains multiple constants, the code generator
2354 will use the one that corresponds to the line of the asm that the error
2355 occurs on.
2356
2357 .. _metadata:
2358
2359 Metadata Nodes and Metadata Strings
2360 -----------------------------------
2361
2362 LLVM IR allows metadata to be attached to instructions in the program
2363 that can convey extra information about the code to the optimizers and
2364 code generator. One example application of metadata is source-level
2365 debug information. There are two metadata primitives: strings and nodes.
2366 All metadata has the ``metadata`` type and is identified in syntax by a
2367 preceding exclamation point ('``!``').
2368
2369 A metadata string is a string surrounded by double quotes. It can
2370 contain any character by escaping non-printable characters with
2371 "``\xx``" where "``xx``" is the two digit hex code. For example:
2372 "``!"test\00"``".
2373
2374 Metadata nodes are represented with notation similar to structure
2375 constants (a comma separated list of elements, surrounded by braces and
2376 preceded by an exclamation point). Metadata nodes can have any values as
2377 their operand. For example:
2378
2379 .. code-block:: llvm
2380
2381     !{ metadata !"test\00", i32 10}
2382
2383 A :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` is a collection of
2384 metadata nodes, which can be looked up in the module symbol table. For
2385 example:
2386
2387 .. code-block:: llvm
2388
2389     !foo =  metadata !{!4, !3}
2390
2391 Metadata can be used as function arguments. Here ``llvm.dbg.value``
2392 function is using two metadata arguments:
2393
2394 .. code-block:: llvm
2395
2396     call void @llvm.dbg.value(metadata !24, i64 0, metadata !25)
2397
2398 Metadata can be attached with an instruction. Here metadata ``!21`` is
2399 attached to the ``add`` instruction using the ``!dbg`` identifier:
2400
2401 .. code-block:: llvm
2402
2403     %indvar.next = add i64 %indvar, 1, !dbg !21
2404
2405 More information about specific metadata nodes recognized by the
2406 optimizers and code generator is found below.
2407
2408 '``tbaa``' Metadata
2409 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2410
2411 In LLVM IR, memory does not have types, so LLVM's own type system is not
2412 suitable for doing TBAA. Instead, metadata is added to the IR to
2413 describe a type system of a higher level language. This can be used to
2414 implement typical C/C++ TBAA, but it can also be used to implement
2415 custom alias analysis behavior for other languages.
2416
2417 The current metadata format is very simple. TBAA metadata nodes have up
2418 to three fields, e.g.:
2419
2420 .. code-block:: llvm
2421
2422     !0 = metadata !{ metadata !"an example type tree" }
2423     !1 = metadata !{ metadata !"int", metadata !0 }
2424     !2 = metadata !{ metadata !"float", metadata !0 }
2425     !3 = metadata !{ metadata !"const float", metadata !2, i64 1 }
2426
2427 The first field is an identity field. It can be any value, usually a
2428 metadata string, which uniquely identifies the type. The most important
2429 name in the tree is the name of the root node. Two trees with different
2430 root node names are entirely disjoint, even if they have leaves with
2431 common names.
2432
2433 The second field identifies the type's parent node in the tree, or is
2434 null or omitted for a root node. A type is considered to alias all of
2435 its descendants and all of its ancestors in the tree. Also, a type is
2436 considered to alias all types in other trees, so that bitcode produced
2437 from multiple front-ends is handled conservatively.
2438
2439 If the third field is present, it's an integer which if equal to 1
2440 indicates that the type is "constant" (meaning
2441 ``pointsToConstantMemory`` should return true; see `other useful
2442 AliasAnalysis methods <AliasAnalysis.html#OtherItfs>`_).
2443
2444 '``tbaa.struct``' Metadata
2445 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2446
2447 The :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>` is often used to implement
2448 aggregate assignment operations in C and similar languages, however it
2449 is defined to copy a contiguous region of memory, which is more than
2450 strictly necessary for aggregate types which contain holes due to
2451 padding. Also, it doesn't contain any TBAA information about the fields
2452 of the aggregate.
2453
2454 ``!tbaa.struct`` metadata can describe which memory subregions in a
2455 memcpy are padding and what the TBAA tags of the struct are.
2456
2457 The current metadata format is very simple. ``!tbaa.struct`` metadata
2458 nodes are a list of operands which are in conceptual groups of three.
2459 For each group of three, the first operand gives the byte offset of a
2460 field in bytes, the second gives its size in bytes, and the third gives
2461 its tbaa tag. e.g.:
2462
2463 .. code-block:: llvm
2464
2465     !4 = metadata !{ i64 0, i64 4, metadata !1, i64 8, i64 4, metadata !2 }
2466
2467 This describes a struct with two fields. The first is at offset 0 bytes
2468 with size 4 bytes, and has tbaa tag !1. The second is at offset 8 bytes
2469 and has size 4 bytes and has tbaa tag !2.
2470
2471 Note that the fields need not be contiguous. In this example, there is a
2472 4 byte gap between the two fields. This gap represents padding which
2473 does not carry useful data and need not be preserved.
2474
2475 '``fpmath``' Metadata
2476 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2477
2478 ``fpmath`` metadata may be attached to any instruction of floating point
2479 type. It can be used to express the maximum acceptable error in the
2480 result of that instruction, in ULPs, thus potentially allowing the
2481 compiler to use a more efficient but less accurate method of computing
2482 it. ULP is defined as follows:
2483
2484     If ``x`` is a real number that lies between two finite consecutive
2485     floating-point numbers ``a`` and ``b``, without being equal to one
2486     of them, then ``ulp(x) = |b - a|``, otherwise ``ulp(x)`` is the
2487     distance between the two non-equal finite floating-point numbers
2488     nearest ``x``. Moreover, ``ulp(NaN)`` is ``NaN``.
2489
2490 The metadata node shall consist of a single positive floating point
2491 number representing the maximum relative error, for example:
2492
2493 .. code-block:: llvm
2494
2495     !0 = metadata !{ float 2.5 } ; maximum acceptable inaccuracy is 2.5 ULPs
2496
2497 '``range``' Metadata
2498 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2499
2500 ``range`` metadata may be attached only to loads of integer types. It
2501 expresses the possible ranges the loaded value is in. The ranges are
2502 represented with a flattened list of integers. The loaded value is known
2503 to be in the union of the ranges defined by each consecutive pair. Each
2504 pair has the following properties:
2505
2506 -  The type must match the type loaded by the instruction.
2507 -  The pair ``a,b`` represents the range ``[a,b)``.
2508 -  Both ``a`` and ``b`` are constants.
2509 -  The range is allowed to wrap.
2510 -  The range should not represent the full or empty set. That is,
2511    ``a!=b``.
2512
2513 In addition, the pairs must be in signed order of the lower bound and
2514 they must be non-contiguous.
2515
2516 Examples:
2517
2518 .. code-block:: llvm
2519
2520       %a = load i8* %x, align 1, !range !0 ; Can only be 0 or 1
2521       %b = load i8* %y, align 1, !range !1 ; Can only be 255 (-1), 0 or 1
2522       %c = load i8* %z, align 1, !range !2 ; Can only be 0, 1, 3, 4 or 5
2523       %d = load i8* %z, align 1, !range !3 ; Can only be -2, -1, 3, 4 or 5
2524     ...
2525     !0 = metadata !{ i8 0, i8 2 }
2526     !1 = metadata !{ i8 255, i8 2 }
2527     !2 = metadata !{ i8 0, i8 2, i8 3, i8 6 }
2528     !3 = metadata !{ i8 -2, i8 0, i8 3, i8 6 }
2529
2530 '``llvm.loop``'
2531 ^^^^^^^^^^^^^^^
2532
2533 It is sometimes useful to attach information to loop constructs. Currently,
2534 loop metadata is implemented as metadata attached to the branch instruction
2535 in the loop latch block. This type of metadata refer to a metadata node that is
2536 guaranteed to be separate for each loop. The loop-level metadata is prefixed
2537 with ``llvm.loop``.
2538
2539 The loop identifier metadata is implemented using a metadata that refers to
2540 itself to avoid merging it with any other identifier metadata, e.g.,
2541 during module linkage or function inlining. That is, each loop should refer
2542 to their own identification metadata even if they reside in separate functions.
2543 The following example contains loop identifier metadata for two separate loop
2544 constructs:
2545
2546 .. code-block:: llvm
2547
2548     !0 = metadata !{ metadata !0 }
2549     !1 = metadata !{ metadata !1 }
2550
2551
2552 '``llvm.loop.parallel``' Metadata
2553 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2554
2555 This loop metadata can be used to communicate that a loop should be considered
2556 a parallel loop. The semantics of parallel loops in this case is the one
2557 with the strongest cross-iteration instruction ordering freedom: the
2558 iterations in the loop can be considered completely independent of each
2559 other (also known as embarrassingly parallel loops).
2560
2561 This metadata can originate from a programming language with parallel loop
2562 constructs. In such a case it is completely the programmer's responsibility
2563 to ensure the instructions from the different iterations of the loop can be
2564 executed in an arbitrary order, in parallel, or intertwined. No loop-carried
2565 dependency checking at all must be expected from the compiler.
2566
2567 In order to fulfill the LLVM requirement for metadata to be safely ignored,
2568 it is important to ensure that a parallel loop is converted to
2569 a sequential loop in case an optimization (agnostic of the parallel loop
2570 semantics) converts the loop back to such. This happens when new memory
2571 accesses that do not fulfill the requirement of free ordering across iterations
2572 are added to the loop. Therefore, this metadata is required, but not
2573 sufficient, to consider the loop at hand a parallel loop. For a loop
2574 to be parallel,  all its memory accessing instructions need to be
2575 marked with the ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata that refer
2576 to the same loop identifier metadata that identify the loop at hand.
2577
2578 '``llvm.mem``'
2579 ^^^^^^^^^^^^^^^
2580
2581 Metadata types used to annotate memory accesses with information helpful
2582 for optimizations are prefixed with ``llvm.mem``.
2583
2584 '``llvm.mem.parallel_loop_access``' Metadata
2585 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2586
2587 For a loop to be parallel, in addition to using
2588 the ``llvm.loop.parallel`` metadata to mark the loop latch branch instruction,
2589 also all of the memory accessing instructions in the loop body need to be
2590 marked with the ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata. If there
2591 is at least one memory accessing instruction not marked with the metadata,
2592 the loop, despite it possibly using the ``llvm.loop.parallel`` metadata,
2593 must be considered a sequential loop. This causes parallel loops to be
2594 converted to sequential loops due to optimization passes that are unaware of
2595 the parallel semantics and that insert new memory instructions to the loop
2596 body.
2597
2598 Example of a loop that is considered parallel due to its correct use of
2599 both ``llvm.loop.parallel`` and ``llvm.mem.parallel_loop_access``
2600 metadata types that refer to the same loop identifier metadata.
2601
2602 .. code-block:: llvm
2603
2604    for.body:
2605    ...
2606    %0 = load i32* %arrayidx, align 4, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
2607    ...
2608    store i32 %0, i32* %arrayidx4, align 4, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
2609    ...
2610    br i1 %exitcond, label %for.end, label %for.body, !llvm.loop.parallel !0
2611
2612    for.end:
2613    ...
2614    !0 = metadata !{ metadata !0 }
2615
2616 It is also possible to have nested parallel loops. In that case the
2617 memory accesses refer to a list of loop identifier metadata nodes instead of
2618 the loop identifier metadata node directly:
2619
2620 .. code-block:: llvm
2621
2622    outer.for.body:
2623    ...
2624
2625    inner.for.body:
2626    ...
2627    %0 = load i32* %arrayidx, align 4, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
2628    ...
2629    store i32 %0, i32* %arrayidx4, align 4, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
2630    ...
2631    br i1 %exitcond, label %inner.for.end, label %inner.for.body, !llvm.loop.parallel !1
2632
2633    inner.for.end:
2634    ...
2635    %0 = load i32* %arrayidx, align 4, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
2636    ...
2637    store i32 %0, i32* %arrayidx4, align 4, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
2638    ...
2639    br i1 %exitcond, label %outer.for.end, label %outer.for.body, !llvm.loop.parallel !2
2640
2641    outer.for.end:                                          ; preds = %for.body
2642    ...
2643    !0 = metadata !{ metadata !1, metadata !2 } ; a list of parallel loop identifiers
2644    !1 = metadata !{ metadata !1 } ; an identifier for the inner parallel loop
2645    !2 = metadata !{ metadata !2 } ; an identifier for the outer parallel loop
2646
2647
2648 Module Flags Metadata
2649 =====================
2650
2651 Information about the module as a whole is difficult to convey to LLVM's
2652 subsystems. The LLVM IR isn't sufficient to transmit this information.
2653 The ``llvm.module.flags`` named metadata exists in order to facilitate
2654 this. These flags are in the form of key / value pairs --- much like a
2655 dictionary --- making it easy for any subsystem who cares about a flag to
2656 look it up.
2657
2658 The ``llvm.module.flags`` metadata contains a list of metadata triplets.
2659 Each triplet has the following form:
2660
2661 -  The first element is a *behavior* flag, which specifies the behavior
2662    when two (or more) modules are merged together, and it encounters two
2663    (or more) metadata with the same ID. The supported behaviors are
2664    described below.
2665 -  The second element is a metadata string that is a unique ID for the
2666    metadata. Each module may only have one flag entry for each unique ID (not
2667    including entries with the **Require** behavior).
2668 -  The third element is the value of the flag.
2669
2670 When two (or more) modules are merged together, the resulting
2671 ``llvm.module.flags`` metadata is the union of the modules' flags. That is, for
2672 each unique metadata ID string, there will be exactly one entry in the merged
2673 modules ``llvm.module.flags`` metadata table, and the value for that entry will
2674 be determined by the merge behavior flag, as described below. The only exception
2675 is that entries with the *Require* behavior are always preserved.
2676
2677 The following behaviors are supported:
2678
2679 .. list-table::
2680    :header-rows: 1
2681    :widths: 10 90
2682
2683    * - Value
2684      - Behavior
2685
2686    * - 1
2687      - **Error**
2688            Emits an error if two values disagree, otherwise the resulting value
2689            is that of the operands.
2690
2691    * - 2
2692      - **Warning**
2693            Emits a warning if two values disagree. The result value will be the
2694            operand for the flag from the first module being linked.
2695
2696    * - 3
2697      - **Require**
2698            Adds a requirement that another module flag be present and have a
2699            specified value after linking is performed. The value must be a
2700            metadata pair, where the first element of the pair is the ID of the
2701            module flag to be restricted, and the second element of the pair is
2702            the value the module flag should be restricted to. This behavior can
2703            be used to restrict the allowable results (via triggering of an
2704            error) of linking IDs with the **Override** behavior.
2705
2706    * - 4
2707      - **Override**
2708            Uses the specified value, regardless of the behavior or value of the
2709            other module. If both modules specify **Override**, but the values
2710            differ, an error will be emitted.
2711
2712    * - 5
2713      - **Append**
2714            Appends the two values, which are required to be metadata nodes.
2715
2716    * - 6
2717      - **AppendUnique**
2718            Appends the two values, which are required to be metadata
2719            nodes. However, duplicate entries in the second list are dropped
2720            during the append operation.
2721
2722 It is an error for a particular unique flag ID to have multiple behaviors,
2723 except in the case of **Require** (which adds restrictions on another metadata
2724 value) or **Override**.
2725
2726 An example of module flags:
2727
2728 .. code-block:: llvm
2729
2730     !0 = metadata !{ i32 1, metadata !"foo", i32 1 }
2731     !1 = metadata !{ i32 4, metadata !"bar", i32 37 }
2732     !2 = metadata !{ i32 2, metadata !"qux", i32 42 }
2733     !3 = metadata !{ i32 3, metadata !"qux",
2734       metadata !{
2735         metadata !"foo", i32 1
2736       }
2737     }
2738     !llvm.module.flags = !{ !0, !1, !2, !3 }
2739
2740 -  Metadata ``!0`` has the ID ``!"foo"`` and the value '1'. The behavior
2741    if two or more ``!"foo"`` flags are seen is to emit an error if their
2742    values are not equal.
2743
2744 -  Metadata ``!1`` has the ID ``!"bar"`` and the value '37'. The
2745    behavior if two or more ``!"bar"`` flags are seen is to use the value
2746    '37'.
2747
2748 -  Metadata ``!2`` has the ID ``!"qux"`` and the value '42'. The
2749    behavior if two or more ``!"qux"`` flags are seen is to emit a
2750    warning if their values are not equal.
2751
2752 -  Metadata ``!3`` has the ID ``!"qux"`` and the value:
2753
2754    ::
2755
2756        metadata !{ metadata !"foo", i32 1 }
2757
2758    The behavior is to emit an error if the ``llvm.module.flags`` does not
2759    contain a flag with the ID ``!"foo"`` that has the value '1' after linking is
2760    performed.
2761
2762 Objective-C Garbage Collection Module Flags Metadata
2763 ----------------------------------------------------
2764
2765 On the Mach-O platform, Objective-C stores metadata about garbage
2766 collection in a special section called "image info". The metadata
2767 consists of a version number and a bitmask specifying what types of
2768 garbage collection are supported (if any) by the file. If two or more
2769 modules are linked together their garbage collection metadata needs to
2770 be merged rather than appended together.
2771
2772 The Objective-C garbage collection module flags metadata consists of the
2773 following key-value pairs:
2774
2775 .. list-table::
2776    :header-rows: 1
2777    :widths: 30 70
2778
2779    * - Key
2780      - Value
2781
2782    * - ``Objective-C Version``
2783      - **[Required]** --- The Objective-C ABI version. Valid values are 1 and 2.
2784
2785    * - ``Objective-C Image Info Version``
2786      - **[Required]** --- The version of the image info section. Currently
2787        always 0.
2788
2789    * - ``Objective-C Image Info Section``
2790      - **[Required]** --- The section to place the metadata. Valid values are
2791        ``"__OBJC, __image_info, regular"`` for Objective-C ABI version 1, and
2792        ``"__DATA,__objc_imageinfo, regular, no_dead_strip"`` for
2793        Objective-C ABI version 2.
2794
2795    * - ``Objective-C Garbage Collection``
2796      - **[Required]** --- Specifies whether garbage collection is supported or
2797        not. Valid values are 0, for no garbage collection, and 2, for garbage
2798        collection supported.
2799
2800    * - ``Objective-C GC Only``
2801      - **[Optional]** --- Specifies that only garbage collection is supported.
2802        If present, its value must be 6. This flag requires that the
2803        ``Objective-C Garbage Collection`` flag have the value 2.
2804
2805 Some important flag interactions:
2806
2807 -  If a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 is
2808    merged with a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to
2809    2, then the resulting module has the
2810    ``Objective-C Garbage Collection`` flag set to 0.
2811 -  A module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 cannot be
2812    merged with a module with ``Objective-C GC Only`` set to 6.
2813
2814 Automatic Linker Flags Module Flags Metadata
2815 --------------------------------------------
2816
2817 Some targets support embedding flags to the linker inside individual object
2818 files. Typically this is used in conjunction with language extensions which
2819 allow source files to explicitly declare the libraries they depend on, and have
2820 these automatically be transmitted to the linker via object files.
2821
2822 These flags are encoded in the IR using metadata in the module flags section,
2823 using the ``Linker Options`` key. The merge behavior for this flag is required
2824 to be ``AppendUnique``, and the value for the key is expected to be a metadata
2825 node which should be a list of other metadata nodes, each of which should be a
2826 list of metadata strings defining linker options.
2827
2828 For example, the following metadata section specifies two separate sets of
2829 linker options, presumably to link against ``libz`` and the ``Cocoa``
2830 framework::
2831
2832     !0 = metadata !{ i32 6, metadata !"Linker Options",
2833        metadata !{
2834           metadata !{ metadata !"-lz" },
2835           metadata !{ metadata !"-framework", metadata !"Cocoa" } } }
2836     !llvm.module.flags = !{ !0 }
2837
2838 The metadata encoding as lists of lists of options, as opposed to a collapsed
2839 list of options, is chosen so that the IR encoding can use multiple option
2840 strings to specify e.g., a single library, while still having that specifier be
2841 preserved as an atomic element that can be recognized by a target specific
2842 assembly writer or object file emitter.
2843
2844 Each individual option is required to be either a valid option for the target's
2845 linker, or an option that is reserved by the target specific assembly writer or
2846 object file emitter. No other aspect of these options is defined by the IR.
2847
2848 Intrinsic Global Variables
2849 ==========================
2850
2851 LLVM has a number of "magic" global variables that contain data that
2852 affect code generation or other IR semantics. These are documented here.
2853 All globals of this sort should have a section specified as
2854 "``llvm.metadata``". This section and all globals that start with
2855 "``llvm.``" are reserved for use by LLVM.
2856
2857 The '``llvm.used``' Global Variable
2858 -----------------------------------
2859
2860 The ``@llvm.used`` global is an array with i8\* element type which has
2861 :ref:`appending linkage <linkage_appending>`. This array contains a list of
2862 pointers to global variables and functions which may optionally have a
2863 pointer cast formed of bitcast or getelementptr. For example, a legal
2864 use of it is:
2865
2866 .. code-block:: llvm
2867
2868     @X = global i8 4
2869     @Y = global i32 123
2870
2871     @llvm.used = appending global [2 x i8*] [
2872        i8* @X,
2873        i8* bitcast (i32* @Y to i8*)
2874     ], section "llvm.metadata"
2875
2876 If a global variable appears in the ``@llvm.used`` list, then the
2877 compiler, assembler, and linker are required to treat the symbol as if
2878 there is a reference to the global that it cannot see. For example, if a
2879 variable has internal linkage and no references other than that from the
2880 ``@llvm.used`` list, it cannot be deleted. This is commonly used to
2881 represent references from inline asms and other things the compiler
2882 cannot "see", and corresponds to "``attribute((used))``" in GNU C.
2883
2884 On some targets, the code generator must emit a directive to the
2885 assembler or object file to prevent the assembler and linker from
2886 molesting the symbol.
2887
2888 The '``llvm.compiler.used``' Global Variable
2889 --------------------------------------------
2890
2891 The ``@llvm.compiler.used`` directive is the same as the ``@llvm.used``
2892 directive, except that it only prevents the compiler from touching the
2893 symbol. On targets that support it, this allows an intelligent linker to
2894 optimize references to the symbol without being impeded as it would be
2895 by ``@llvm.used``.
2896
2897 This is a rare construct that should only be used in rare circumstances,
2898 and should not be exposed to source languages.
2899
2900 The '``llvm.global_ctors``' Global Variable
2901 -------------------------------------------
2902
2903 .. code-block:: llvm
2904
2905     %0 = type { i32, void ()* }
2906     @llvm.global_ctors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @ctor }]
2907
2908 The ``@llvm.global_ctors`` array contains a list of constructor
2909 functions and associated priorities. The functions referenced by this
2910 array will be called in ascending order of priority (i.e. lowest first)
2911 when the module is loaded. The order of functions with the same priority
2912 is not defined.
2913
2914 The '``llvm.global_dtors``' Global Variable
2915 -------------------------------------------
2916
2917 .. code-block:: llvm
2918
2919     %0 = type { i32, void ()* }
2920     @llvm.global_dtors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @dtor }]
2921
2922 The ``@llvm.global_dtors`` array contains a list of destructor functions
2923 and associated priorities. The functions referenced by this array will
2924 be called in descending order of priority (i.e. highest first) when the
2925 module is loaded. The order of functions with the same priority is not
2926 defined.
2927
2928 Instruction Reference
2929 =====================
2930
2931 The LLVM instruction set consists of several different classifications
2932 of instructions: :ref:`terminator instructions <terminators>`, :ref:`binary
2933 instructions <binaryops>`, :ref:`bitwise binary
2934 instructions <bitwiseops>`, :ref:`memory instructions <memoryops>`, and
2935 :ref:`other instructions <otherops>`.
2936
2937 .. _terminators:
2938
2939 Terminator Instructions
2940 -----------------------
2941
2942 As mentioned :ref:`previously <functionstructure>`, every basic block in a
2943 program ends with a "Terminator" instruction, which indicates which
2944 block should be executed after the current block is finished. These
2945 terminator instructions typically yield a '``void``' value: they produce
2946 control flow, not values (the one exception being the
2947 ':ref:`invoke <i_invoke>`' instruction).
2948
2949 The terminator instructions are: ':ref:`ret <i_ret>`',
2950 ':ref:`br <i_br>`', ':ref:`switch <i_switch>`',
2951 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`', ':ref:`invoke <i_invoke>`',
2952 ':ref:`resume <i_resume>`', and ':ref:`unreachable <i_unreachable>`'.
2953
2954 .. _i_ret:
2955
2956 '``ret``' Instruction
2957 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2958
2959 Syntax:
2960 """""""
2961
2962 ::
2963
2964       ret <type> <value>       ; Return a value from a non-void function
2965       ret void                 ; Return from void function
2966
2967 Overview:
2968 """""""""
2969
2970 The '``ret``' instruction is used to return control flow (and optionally
2971 a value) from a function back to the caller.
2972
2973 There are two forms of the '``ret``' instruction: one that returns a
2974 value and then causes control flow, and one that just causes control
2975 flow to occur.
2976
2977 Arguments:
2978 """"""""""
2979
2980 The '``ret``' instruction optionally accepts a single argument, the
2981 return value. The type of the return value must be a ':ref:`first
2982 class <t_firstclass>`' type.
2983
2984 A function is not :ref:`well formed <wellformed>` if it it has a non-void
2985 return type and contains a '``ret``' instruction with no return value or
2986 a return value with a type that does not match its type, or if it has a
2987 void return type and contains a '``ret``' instruction with a return
2988 value.
2989
2990 Semantics:
2991 """"""""""
2992
2993 When the '``ret``' instruction is executed, control flow returns back to
2994 the calling function's context. If the caller is a
2995 ":ref:`call <i_call>`" instruction, execution continues at the
2996 instruction after the call. If the caller was an
2997 ":ref:`invoke <i_invoke>`" instruction, execution continues at the
2998 beginning of the "normal" destination block. If the instruction returns
2999 a value, that value shall set the call or invoke instruction's return
3000 value.
3001
3002 Example:
3003 """"""""
3004
3005 .. code-block:: llvm
3006
3007       ret i32 5                       ; Return an integer value of 5
3008       ret void                        ; Return from a void function
3009       ret { i32, i8 } { i32 4, i8 2 } ; Return a struct of values 4 and 2
3010
3011 .. _i_br:
3012
3013 '``br``' Instruction
3014 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3015
3016 Syntax:
3017 """""""
3018
3019 ::
3020
3021       br i1 <cond>, label <iftrue>, label <iffalse>
3022       br label <dest>          ; Unconditional branch
3023
3024 Overview:
3025 """""""""
3026
3027 The '``br``' instruction is used to cause control flow to transfer to a
3028 different basic block in the current function. There are two forms of
3029 this instruction, corresponding to a conditional branch and an
3030 unconditional branch.
3031
3032 Arguments:
3033 """"""""""
3034
3035 The conditional branch form of the '``br``' instruction takes a single
3036 '``i1``' value and two '``label``' values. The unconditional form of the
3037 '``br``' instruction takes a single '``label``' value as a target.
3038
3039 Semantics:
3040 """"""""""
3041
3042 Upon execution of a conditional '``br``' instruction, the '``i1``'
3043 argument is evaluated. If the value is ``true``, control flows to the
3044 '``iftrue``' ``label`` argument. If "cond" is ``false``, control flows
3045 to the '``iffalse``' ``label`` argument.
3046
3047 Example:
3048 """"""""
3049
3050 .. code-block:: llvm
3051
3052     Test:
3053       %cond = icmp eq i32 %a, %b
3054       br i1 %cond, label %IfEqual, label %IfUnequal
3055     IfEqual:
3056       ret i32 1
3057     IfUnequal:
3058       ret i32 0
3059
3060 .. _i_switch:
3061
3062 '``switch``' Instruction
3063 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3064
3065 Syntax:
3066 """""""
3067
3068 ::
3069
3070       switch <intty> <value>, label <defaultdest> [ <intty> <val>, label <dest> ... ]
3071
3072 Overview:
3073 """""""""
3074
3075 The '``switch``' instruction is used to transfer control flow to one of
3076 several different places. It is a generalization of the '``br``'
3077 instruction, allowing a branch to occur to one of many possible
3078 destinations.
3079
3080 Arguments:
3081 """"""""""
3082
3083 The '``switch``' instruction uses three parameters: an integer
3084 comparison value '``value``', a default '``label``' destination, and an
3085 array of pairs of comparison value constants and '``label``'s. The table
3086 is not allowed to contain duplicate constant entries.
3087
3088 Semantics:
3089 """"""""""
3090
3091 The ``switch`` instruction specifies a table of values and destinations.
3092 When the '``switch``' instruction is executed, this table is searched
3093 for the given value. If the value is found, control flow is transferred
3094 to the corresponding destination; otherwise, control flow is transferred
3095 to the default destination.
3096
3097 Implementation:
3098 """""""""""""""
3099
3100 Depending on properties of the target machine and the particular
3101 ``switch`` instruction, this instruction may be code generated in
3102 different ways. For example, it could be generated as a series of
3103 chained conditional branches or with a lookup table.
3104
3105 Example:
3106 """"""""
3107
3108 .. code-block:: llvm
3109
3110      ; Emulate a conditional br instruction
3111      %Val = zext i1 %value to i32
3112      switch i32 %Val, label %truedest [ i32 0, label %falsedest ]
3113
3114      ; Emulate an unconditional br instruction
3115      switch i32 0, label %dest [ ]
3116
3117      ; Implement a jump table:
3118      switch i32 %val, label %otherwise [ i32 0, label %onzero
3119                                          i32 1, label %onone
3120                                          i32 2, label %ontwo ]
3121
3122 .. _i_indirectbr:
3123
3124 '``indirectbr``' Instruction
3125 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3126
3127 Syntax:
3128 """""""
3129
3130 ::
3131
3132       indirectbr <somety>* <address>, [ label <dest1>, label <dest2>, ... ]
3133
3134 Overview:
3135 """""""""
3136
3137 The '``indirectbr``' instruction implements an indirect branch to a
3138 label within the current function, whose address is specified by
3139 "``address``". Address must be derived from a
3140 :ref:`blockaddress <blockaddress>` constant.
3141
3142 Arguments:
3143 """"""""""
3144
3145 The '``address``' argument is the address of the label to jump to. The
3146 rest of the arguments indicate the full set of possible destinations
3147 that the address may point to. Blocks are allowed to occur multiple
3148 times in the destination list, though this isn't particularly useful.
3149
3150 This destination list is required so that dataflow analysis has an
3151 accurate understanding of the CFG.
3152
3153 Semantics:
3154 """"""""""
3155
3156 Control transfers to the block specified in the address argument. All
3157 possible destination blocks must be listed in the label list, otherwise
3158 this instruction has undefined behavior. This implies that jumps to
3159 labels defined in other functions have undefined behavior as well.
3160
3161 Implementation:
3162 """""""""""""""
3163
3164 This is typically implemented with a jump through a register.
3165
3166 Example:
3167 """"""""
3168
3169 .. code-block:: llvm
3170
3171      indirectbr i8* %Addr, [ label %bb1, label %bb2, label %bb3 ]
3172
3173 .. _i_invoke:
3174
3175 '``invoke``' Instruction
3176 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3177
3178 Syntax:
3179 """""""
3180
3181 ::
3182
3183       <result> = invoke [cconv] [ret attrs] <ptr to function ty> <function ptr val>(<function args>) [fn attrs]
3184                     to label <normal label> unwind label <exception label>
3185
3186 Overview:
3187 """""""""
3188
3189 The '``invoke``' instruction causes control to transfer to a specified
3190 function, with the possibility of control flow transfer to either the
3191 '``normal``' label or the '``exception``' label. If the callee function
3192 returns with the "``ret``" instruction, control flow will return to the
3193 "normal" label. If the callee (or any indirect callees) returns via the
3194 ":ref:`resume <i_resume>`" instruction or other exception handling
3195 mechanism, control is interrupted and continued at the dynamically
3196 nearest "exception" label.
3197
3198 The '``exception``' label is a `landing
3199 pad <ExceptionHandling.html#overview>`_ for the exception. As such,
3200 '``exception``' label is required to have the
3201 ":ref:`landingpad <i_landingpad>`" instruction, which contains the
3202 information about the behavior of the program after unwinding happens,
3203 as its first non-PHI instruction. The restrictions on the
3204 "``landingpad``" instruction's tightly couples it to the "``invoke``"
3205 instruction, so that the important information contained within the
3206 "``landingpad``" instruction can't be lost through normal code motion.
3207
3208 Arguments:
3209 """"""""""
3210
3211 This instruction requires several arguments:
3212
3213 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
3214    convention <callingconv>` the call should use. If none is
3215    specified, the call defaults to using C calling conventions.
3216 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
3217    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
3218    are valid here.
3219 #. '``ptr to function ty``': shall be the signature of the pointer to
3220    function value being invoked. In most cases, this is a direct
3221    function invocation, but indirect ``invoke``'s are just as possible,
3222    branching off an arbitrary pointer to function value.
3223 #. '``function ptr val``': An LLVM value containing a pointer to a
3224    function to be invoked.
3225 #. '``function args``': argument list whose types match the function
3226    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
3227    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
3228    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
3229    extra arguments can be specified.
3230 #. '``normal label``': the label reached when the called function
3231    executes a '``ret``' instruction.
3232 #. '``exception label``': the label reached when a callee returns via
3233    the :ref:`resume <i_resume>` instruction or other exception handling
3234    mechanism.
3235 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list. Only
3236    '``noreturn``', '``nounwind``', '``readonly``' and '``readnone``'
3237    attributes are valid here.
3238
3239 Semantics:
3240 """"""""""
3241
3242 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
3243 instruction in most regards. The primary difference is that it
3244 establishes an association with a label, which is used by the runtime
3245 library to unwind the stack.
3246
3247 This instruction is used in languages with destructors to ensure that
3248 proper cleanup is performed in the case of either a ``longjmp`` or a
3249 thrown exception. Additionally, this is important for implementation of
3250 '``catch``' clauses in high-level languages that support them.
3251
3252 For the purposes of the SSA form, the definition of the value returned
3253 by the '``invoke``' instruction is deemed to occur on the edge from the
3254 current block to the "normal" label. If the callee unwinds then no
3255 return value is available.
3256
3257 Example:
3258 """"""""
3259
3260 .. code-block:: llvm
3261
3262       %retval = invoke i32 @Test(i32 15) to label %Continue
3263                   unwind label %TestCleanup              ; {i32}:retval set
3264       %retval = invoke coldcc i32 %Testfnptr(i32 15) to label %Continue
3265                   unwind label %TestCleanup              ; {i32}:retval set
3266
3267 .. _i_resume:
3268
3269 '``resume``' Instruction
3270 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3271
3272 Syntax:
3273 """""""
3274
3275 ::
3276
3277       resume <type> <value>
3278
3279 Overview:
3280 """""""""
3281
3282 The '``resume``' instruction is a terminator instruction that has no
3283 successors.
3284
3285 Arguments:
3286 """"""""""
3287
3288 The '``resume``' instruction requires one argument, which must have the
3289 same type as the result of any '``landingpad``' instruction in the same
3290 function.
3291
3292 Semantics:
3293 """"""""""
3294
3295 The '``resume``' instruction resumes propagation of an existing
3296 (in-flight) exception whose unwinding was interrupted with a
3297 :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction.
3298
3299 Example:
3300 """"""""
3301
3302 .. code-block:: llvm
3303
3304       resume { i8*, i32 } %exn
3305
3306 .. _i_unreachable:
3307
3308 '``unreachable``' Instruction
3309 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3310
3311 Syntax:
3312 """""""
3313
3314 ::
3315
3316       unreachable
3317
3318 Overview:
3319 """""""""
3320
3321 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics. This
3322 instruction is used to inform the optimizer that a particular portion of
3323 the code is not reachable. This can be used to indicate that the code
3324 after a no-return function cannot be reached, and other facts.
3325
3326 Semantics:
3327 """"""""""
3328
3329 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics.
3330
3331 .. _binaryops:
3332
3333 Binary Operations
3334 -----------------
3335
3336 Binary operators are used to do most of the computation in a program.
3337 They require two operands of the same type, execute an operation on
3338 them, and produce a single value. The operands might represent multiple
3339 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
3340 result value has the same type as its operands.
3341
3342 There are several different binary operators:
3343
3344 .. _i_add:
3345
3346 '``add``' Instruction
3347 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3348
3349 Syntax:
3350 """""""
3351
3352 ::
3353
3354       <result> = add <ty> <op1>, <op2>          ; yields {ty}:result
3355       <result> = add nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields {ty}:result
3356       <result> = add nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields {ty}:result
3357       <result> = add nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields {ty}:result
3358
3359 Overview:
3360 """""""""
3361
3362 The '``add``' instruction returns the sum of its two operands.
3363
3364 Arguments:
3365 """"""""""
3366
3367 The two arguments to the '``add``' instruction must be
3368 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
3369 arguments must have identical types.
3370
3371 Semantics:
3372 """"""""""
3373
3374 The value produced is the integer sum of the two operands.
3375
3376 If the sum has unsigned overflow, the result returned is the
3377 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
3378 the result.
3379
3380 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
3381 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
3382
3383 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
3384 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
3385 result value of the ``add`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
3386 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
3387
3388 Example:
3389 """"""""
3390
3391 .. code-block:: llvm
3392
3393       <result> = add i32 4, %var          ; yields {i32}:result = 4 + %var
3394
3395 .. _i_fadd:
3396
3397 '``fadd``' Instruction
3398 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3399
3400 Syntax:
3401 """""""
3402
3403 ::
3404
3405       <result> = fadd [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
3406
3407 Overview:
3408 """""""""
3409
3410 The '``fadd``' instruction returns the sum of its two operands.
3411
3412 Arguments:
3413 """"""""""
3414
3415 The two arguments to the '``fadd``' instruction must be :ref:`floating
3416 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
3417 Both arguments must have identical types.
3418
3419 Semantics:
3420 """"""""""
3421
3422 The value produced is the floating point sum of the two operands. This
3423 instruction can also take any number of :ref:`fast-math flags <fastmath>`,
3424 which are optimization hints to enable otherwise unsafe floating point
3425 optimizations:
3426
3427 Example:
3428 """"""""
3429
3430 .. code-block:: llvm
3431
3432       <result> = fadd float 4.0, %var          ; yields {float}:result = 4.0 + %var
3433
3434 '``sub``' Instruction
3435 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3436
3437 Syntax:
3438 """""""
3439
3440 ::
3441
3442       <result> = sub <ty> <op1>, <op2>          ; yields {ty}:result
3443       <result> = sub nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields {ty}:result
3444       <result> = sub nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields {ty}:result
3445       <result> = sub nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields {ty}:result
3446
3447 Overview:
3448 """""""""
3449
3450 The '``sub``' instruction returns the difference of its two operands.
3451
3452 Note that the '``sub``' instruction is used to represent the '``neg``'
3453 instruction present in most other intermediate representations.
3454
3455 Arguments:
3456 """"""""""
3457
3458 The two arguments to the '``sub``' instruction must be
3459 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
3460 arguments must have identical types.
3461
3462 Semantics:
3463 """"""""""
3464
3465 The value produced is the integer difference of the two operands.
3466
3467 If the difference has unsigned overflow, the result returned is the
3468 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
3469 the result.
3470
3471 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
3472 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
3473
3474 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
3475 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
3476 result value of the ``sub`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
3477 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
3478
3479 Example:
3480 """"""""
3481
3482 .. code-block:: llvm
3483
3484       <result> = sub i32 4, %var          ; yields {i32}:result = 4 - %var
3485       <result> = sub i32 0, %val          ; yields {i32}:result = -%var
3486
3487 .. _i_fsub:
3488
3489 '``fsub``' Instruction
3490 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3491
3492 Syntax:
3493 """""""
3494
3495 ::
3496
3497       <result> = fsub [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
3498
3499 Overview:
3500 """""""""
3501
3502 The '``fsub``' instruction returns the difference of its two operands.
3503
3504 Note that the '``fsub``' instruction is used to represent the '``fneg``'
3505 instruction present in most other intermediate representations.
3506
3507 Arguments:
3508 """"""""""
3509
3510 The two arguments to the '``fsub``' instruction must be :ref:`floating
3511 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
3512 Both arguments must have identical types.
3513
3514 Semantics:
3515 """"""""""
3516
3517 The value produced is the floating point difference of the two operands.
3518 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
3519 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
3520 unsafe floating point optimizations:
3521
3522 Example:
3523 """"""""
3524
3525 .. code-block:: llvm
3526
3527       <result> = fsub float 4.0, %var           ; yields {float}:result = 4.0 - %var
3528       <result> = fsub float -0.0, %val          ; yields {float}:result = -%var
3529
3530 '``mul``' Instruction
3531 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3532
3533 Syntax:
3534 """""""
3535
3536 ::
3537
3538       <result> = mul <ty> <op1>, <op2>          ; yields {ty}:result
3539       <result> = mul nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields {ty}:result
3540       <result> = mul nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields {ty}:result
3541       <result> = mul nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields {ty}:result
3542
3543 Overview:
3544 """""""""
3545
3546 The '``mul``' instruction returns the product of its two operands.
3547
3548 Arguments:
3549 """"""""""
3550
3551 The two arguments to the '``mul``' instruction must be
3552 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
3553 arguments must have identical types.
3554
3555 Semantics:
3556 """"""""""
3557
3558 The value produced is the integer product of the two operands.
3559
3560 If the result of the multiplication has unsigned overflow, the result
3561 returned is the mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the
3562 bit width of the result.
3563
3564 Because LLVM integers use a two's complement representation, and the
3565 result is the same width as the operands, this instruction returns the
3566 correct result for both signed and unsigned integers. If a full product
3567 (e.g. ``i32`` * ``i32`` -> ``i64``) is needed, the operands should be
3568 sign-extended or zero-extended as appropriate to the width of the full
3569 product.
3570
3571 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
3572 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
3573 result value of the ``mul`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
3574 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
3575
3576 Example:
3577 """"""""
3578
3579 .. code-block:: llvm
3580
3581       <result> = mul i32 4, %var          ; yields {i32}:result = 4 * %var
3582
3583 .. _i_fmul:
3584
3585 '``fmul``' Instruction
3586 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3587
3588 Syntax:
3589 """""""
3590
3591 ::
3592
3593       <result> = fmul [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
3594
3595 Overview:
3596 """""""""
3597
3598 The '``fmul``' instruction returns the product of its two operands.
3599
3600 Arguments:
3601 """"""""""
3602
3603 The two arguments to the '``fmul``' instruction must be :ref:`floating
3604 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
3605 Both arguments must have identical types.
3606
3607 Semantics:
3608 """"""""""
3609
3610 The value produced is the floating point product of the two operands.
3611 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
3612 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
3613 unsafe floating point optimizations:
3614
3615 Example:
3616 """"""""
3617
3618 .. code-block:: llvm
3619
3620       <result> = fmul float 4.0, %var          ; yields {float}:result = 4.0 * %var
3621
3622 '``udiv``' Instruction
3623 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3624
3625 Syntax:
3626 """""""
3627
3628 ::
3629
3630       <result> = udiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields {ty}:result
3631       <result> = udiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
3632
3633 Overview:
3634 """""""""
3635
3636 The '``udiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
3637
3638 Arguments:
3639 """"""""""
3640
3641 The two arguments to the '``udiv``' instruction must be
3642 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
3643 arguments must have identical types.
3644
3645 Semantics:
3646 """"""""""
3647
3648 The value produced is the unsigned integer quotient of the two operands.
3649
3650 Note that unsigned integer division and signed integer division are
3651 distinct operations; for signed integer division, use '``sdiv``'.
3652
3653 Division by zero leads to undefined behavior.
3654
3655 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``udiv`` is
3656 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if %op1 is not a multiple of %op2 (as
3657 such, "((a udiv exact b) mul b) == a").
3658
3659 Example:
3660 """"""""
3661
3662 .. code-block:: llvm
3663
3664       <result> = udiv i32 4, %var          ; yields {i32}:result = 4 / %var
3665
3666 '``sdiv``' Instruction
3667 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3668
3669 Syntax:
3670 """""""
3671
3672 ::
3673
3674       <result> = sdiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields {ty}:result
3675       <result> = sdiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
3676
3677 Overview:
3678 """""""""
3679
3680 The '``sdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
3681
3682 Arguments:
3683 """"""""""
3684
3685 The two arguments to the '``sdiv``' instruction must be
3686 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
3687 arguments must have identical types.
3688
3689 Semantics:
3690 """"""""""
3691
3692 The value produced is the signed integer quotient of the two operands
3693 rounded towards zero.
3694
3695 Note that signed integer division and unsigned integer division are
3696 distinct operations; for unsigned integer division, use '``udiv``'.
3697
3698 Division by zero leads to undefined behavior. Overflow also leads to
3699 undefined behavior; this is a rare case, but can occur, for example, by
3700 doing a 32-bit division of -2147483648 by -1.
3701
3702 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``sdiv`` is
3703 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the result would be rounded.
3704
3705 Example:
3706 """"""""
3707
3708 .. code-block:: llvm
3709
3710       <result> = sdiv i32 4, %var          ; yields {i32}:result = 4 / %var
3711
3712 .. _i_fdiv:
3713
3714 '``fdiv``' Instruction
3715 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3716
3717 Syntax:
3718 """""""
3719
3720 ::
3721
3722       <result> = fdiv [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
3723
3724 Overview:
3725 """""""""
3726
3727 The '``fdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
3728
3729 Arguments:
3730 """"""""""
3731
3732 The two arguments to the '``fdiv``' instruction must be :ref:`floating
3733 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
3734 Both arguments must have identical types.
3735
3736 Semantics:
3737 """"""""""
3738
3739 The value produced is the floating point quotient of the two operands.
3740 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
3741 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
3742 unsafe floating point optimizations:
3743
3744 Example:
3745 """"""""
3746
3747 .. code-block:: llvm
3748
3749       <result> = fdiv float 4.0, %var          ; yields {float}:result = 4.0 / %var
3750
3751 '``urem``' Instruction
3752 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3753
3754 Syntax:
3755 """""""
3756
3757 ::
3758
3759       <result> = urem <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
3760
3761 Overview:
3762 """""""""
3763
3764 The '``urem``' instruction returns the remainder from the unsigned
3765 division of its two arguments.
3766
3767 Arguments:
3768 """"""""""
3769
3770 The two arguments to the '``urem``' instruction must be
3771 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
3772 arguments must have identical types.
3773
3774 Semantics:
3775 """"""""""
3776
3777 This instruction returns the unsigned integer *remainder* of a division.
3778 This instruction always performs an unsigned division to get the
3779 remainder.
3780
3781 Note that unsigned integer remainder and signed integer remainder are
3782 distinct operations; for signed integer remainder, use '``srem``'.
3783
3784 Taking the remainder of a division by zero leads to undefined behavior.
3785
3786 Example:
3787 """"""""
3788
3789 .. code-block:: llvm
3790
3791       <result> = urem i32 4, %var          ; yields {i32}:result = 4 % %var
3792
3793 '``srem``' Instruction
3794 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3795
3796 Syntax:
3797 """""""
3798
3799 ::
3800
3801       <result> = srem <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
3802
3803 Overview:
3804 """""""""
3805
3806 The '``srem``' instruction returns the remainder from the signed
3807 division of its two operands. This instruction can also take
3808 :ref:`vector <t_vector>` versions of the values in which case the elements
3809 must be integers.
3810
3811 Arguments:
3812 """"""""""
3813
3814 The two arguments to the '``srem``' instruction must be
3815 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
3816 arguments must have identical types.
3817
3818 Semantics:
3819 """"""""""
3820
3821 This instruction returns the *remainder* of a division (where the result
3822 is either zero or has the same sign as the dividend, ``op1``), not the
3823 *modulo* operator (where the result is either zero or has the same sign
3824 as the divisor, ``op2``) of a value. For more information about the
3825 difference, see `The Math
3826 Forum <http://mathforum.org/dr.math/problems/anne.4.28.99.html>`_. For a
3827 table of how this is implemented in various languages, please see
3828 `Wikipedia: modulo
3829 operation <http://en.wikipedia.org/wiki/Modulo_operation>`_.
3830
3831 Note that signed integer remainder and unsigned integer remainder are
3832 distinct operations; for unsigned integer remainder, use '``urem``'.
3833
3834 Taking the remainder of a division by zero leads to undefined behavior.
3835 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
3836 occur, for example, by taking the remainder of a 32-bit division of
3837 -2147483648 by -1. (The remainder doesn't actually overflow, but this
3838 rule lets srem be implemented using instructions that return both the
3839 result of the division and the remainder.)
3840
3841 Example:
3842 """"""""
3843
3844 .. code-block:: llvm
3845
3846       <result> = srem i32 4, %var          ; yields {i32}:result = 4 % %var
3847
3848 .. _i_frem:
3849
3850 '``frem``' Instruction
3851 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3852
3853 Syntax:
3854 """""""
3855
3856 ::
3857
3858       <result> = frem [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
3859
3860 Overview:
3861 """""""""
3862
3863 The '``frem``' instruction returns the remainder from the division of
3864 its two operands.
3865
3866 Arguments:
3867 """"""""""
3868
3869 The two arguments to the '``frem``' instruction must be :ref:`floating
3870 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
3871 Both arguments must have identical types.
3872
3873 Semantics:
3874 """"""""""
3875
3876 This instruction returns the *remainder* of a division. The remainder
3877 has the same sign as the dividend. This instruction can also take any
3878 number of :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints
3879 to enable otherwise unsafe floating point optimizations:
3880
3881 Example:
3882 """"""""
3883
3884 .. code-block:: llvm
3885
3886       <result> = frem float 4.0, %var          ; yields {float}:result = 4.0 % %var
3887
3888 .. _bitwiseops:
3889
3890 Bitwise Binary Operations
3891 -------------------------
3892
3893 Bitwise binary operators are used to do various forms of bit-twiddling
3894 in a program. They are generally very efficient instructions and can
3895 commonly be strength reduced from other instructions. They require two
3896 operands of the same type, execute an operation on them, and produce a
3897 single value. The resulting value is the same type as its operands.
3898
3899 '``shl``' Instruction
3900 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3901
3902 Syntax:
3903 """""""
3904
3905 ::
3906
3907       <result> = shl <ty> <op1>, <op2>           ; yields {ty}:result
3908       <result> = shl nuw <ty> <op1>, <op2>       ; yields {ty}:result
3909       <result> = shl nsw <ty> <op1>, <op2>       ; yields {ty}:result
3910       <result> = shl nuw nsw <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
3911
3912 Overview:
3913 """""""""
3914
3915 The '``shl``' instruction returns the first operand shifted to the left
3916 a specified number of bits.
3917
3918 Arguments:
3919 """"""""""
3920
3921 Both arguments to the '``shl``' instruction must be the same
3922 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
3923 '``op2``' is treated as an unsigned value.
3924
3925 Semantics:
3926 """"""""""
3927
3928 The value produced is ``op1`` \* 2\ :sup:`op2` mod 2\ :sup:`n`,
3929 where ``n`` is the width of the result. If ``op2`` is (statically or
3930 dynamically) negative or equal to or larger than the number of bits in
3931 ``op1``, the result is undefined. If the arguments are vectors, each
3932 vector element of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount
3933 in ``op2``.
3934
3935 If the ``nuw`` keyword is present, then the shift produces a :ref:`poison
3936 value <poisonvalues>` if it shifts out any non-zero bits. If the
3937 ``nsw`` keyword is present, then the shift produces a :ref:`poison
3938 value <poisonvalues>` if it shifts out any bits that disagree with the
3939 resultant sign bit. As such, NUW/NSW have the same semantics as they
3940 would if the shift were expressed as a mul instruction with the same
3941 nsw/nuw bits in (mul %op1, (shl 1, %op2)).
3942
3943 Example:
3944 """"""""
3945
3946 .. code-block:: llvm
3947
3948       <result> = shl i32 4, %var   ; yields {i32}: 4 << %var
3949       <result> = shl i32 4, 2      ; yields {i32}: 16
3950       <result> = shl i32 1, 10     ; yields {i32}: 1024
3951       <result> = shl i32 1, 32     ; undefined
3952       <result> = shl <2 x i32> < i32 1, i32 1>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 2, i32 4>
3953
3954 '``lshr``' Instruction
3955 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3956
3957 Syntax:
3958 """""""
3959
3960 ::
3961
3962       <result> = lshr <ty> <op1>, <op2>         ; yields {ty}:result
3963       <result> = lshr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
3964
3965 Overview:
3966 """""""""
3967
3968 The '``lshr``' instruction (logical shift right) returns the first
3969 operand shifted to the right a specified number of bits with zero fill.
3970
3971 Arguments:
3972 """"""""""
3973
3974 Both arguments to the '``lshr``' instruction must be the same
3975 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
3976 '``op2``' is treated as an unsigned value.
3977
3978 Semantics:
3979 """"""""""
3980
3981 This instruction always performs a logical shift right operation. The
3982 most significant bits of the result will be filled with zero bits after
3983 the shift. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
3984 than the number of bits in ``op1``, the result is undefined. If the
3985 arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted by the
3986 corresponding shift amount in ``op2``.
3987
3988 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``lshr`` is
3989 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if any of the bits shifted out are
3990 non-zero.
3991
3992 Example:
3993 """"""""
3994
3995 .. code-block:: llvm
3996
3997       <result> = lshr i32 4, 1   ; yields {i32}:result = 2
3998       <result> = lshr i32 4, 2   ; yields {i32}:result = 1
3999       <result> = lshr i8  4, 3   ; yields {i8}:result = 0
4000       <result> = lshr i8 -2, 1   ; yields {i8}:result = 0x7FFFFFFF
4001       <result> = lshr i32 1, 32  ; undefined
4002       <result> = lshr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 0x7FFFFFFF, i32 1>
4003
4004 '``ashr``' Instruction
4005 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4006
4007 Syntax:
4008 """""""
4009
4010 ::
4011
4012       <result> = ashr <ty> <op1>, <op2>         ; yields {ty}:result
4013       <result> = ashr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
4014
4015 Overview:
4016 """""""""
4017
4018 The '``ashr``' instruction (arithmetic shift right) returns the first
4019 operand shifted to the right a specified number of bits with sign
4020 extension.
4021
4022 Arguments:
4023 """"""""""
4024
4025 Both arguments to the '``ashr``' instruction must be the same
4026 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
4027 '``op2``' is treated as an unsigned value.
4028
4029 Semantics:
4030 """"""""""
4031
4032 This instruction always performs an arithmetic shift right operation,
4033 The most significant bits of the result will be filled with the sign bit
4034 of ``op1``. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
4035 than the number of bits in ``op1``, the result is undefined. If the
4036 arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted by the
4037 corresponding shift amount in ``op2``.
4038
4039 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``ashr`` is
4040 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if any of the bits shifted out are
4041 non-zero.
4042
4043 Example:
4044 """"""""
4045
4046 .. code-block:: llvm
4047
4048       <result> = ashr i32 4, 1   ; yields {i32}:result = 2
4049       <result> = ashr i32 4, 2   ; yields {i32}:result = 1
4050       <result> = ashr i8  4, 3   ; yields {i8}:result = 0
4051       <result> = ashr i8 -2, 1   ; yields {i8}:result = -1
4052       <result> = ashr i32 1, 32  ; undefined
4053       <result> = ashr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 3>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 -1, i32 0>
4054
4055 '``and``' Instruction
4056 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4057
4058 Syntax:
4059 """""""
4060
4061 ::
4062
4063       <result> = and <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
4064
4065 Overview:
4066 """""""""
4067
4068 The '``and``' instruction returns the bitwise logical and of its two
4069 operands.
4070
4071 Arguments:
4072 """"""""""
4073
4074 The two arguments to the '``and``' instruction must be
4075 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4076 arguments must have identical types.
4077
4078 Semantics:
4079 """"""""""
4080
4081 The truth table used for the '``and``' instruction is:
4082
4083 +-----+-----+-----+
4084 | In0 | In1 | Out |
4085 +-----+-----+-----+
4086 |   0 |   0 |   0 |
4087 +-----+-----+-----+
4088 |   0 |   1 |   0 |
4089 +-----+-----+-----+
4090 |   1 |   0 |   0 |
4091 +-----+-----+-----+
4092 |   1 |   1 |   1 |
4093 +-----+-----+-----+
4094
4095 Example:
4096 """"""""
4097
4098 .. code-block:: llvm
4099
4100       <result> = and i32 4, %var         ; yields {i32}:result = 4 & %var
4101       <result> = and i32 15, 40          ; yields {i32}:result = 8
4102       <result> = and i32 4, 8            ; yields {i32}:result = 0
4103
4104 '``or``' Instruction
4105 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4106
4107 Syntax:
4108 """""""
4109
4110 ::
4111
4112       <result> = or <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
4113
4114 Overview:
4115 """""""""
4116
4117 The '``or``' instruction returns the bitwise logical inclusive or of its
4118 two operands.
4119
4120 Arguments:
4121 """"""""""
4122
4123 The two arguments to the '``or``' instruction must be
4124 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4125 arguments must have identical types.
4126
4127 Semantics:
4128 """"""""""
4129
4130 The truth table used for the '``or``' instruction is:
4131
4132 +-----+-----+-----+
4133 | In0 | In1 | Out |
4134 +-----+-----+-----+
4135 |   0 |   0 |   0 |
4136 +-----+-----+-----+
4137 |   0 |   1 |   1 |
4138 +-----+-----+-----+
4139 |   1 |   0 |   1 |
4140 +-----+-----+-----+
4141 |   1 |   1 |   1 |
4142 +-----+-----+-----+
4143
4144 Example:
4145 """"""""
4146
4147 ::
4148
4149       <result> = or i32 4, %var         ; yields {i32}:result = 4 | %var
4150       <result> = or i32 15, 40          ; yields {i32}:result = 47
4151       <result> = or i32 4, 8            ; yields {i32}:result = 12
4152
4153 '``xor``' Instruction
4154 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4155
4156 Syntax:
4157 """""""
4158
4159 ::
4160
4161       <result> = xor <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
4162
4163 Overview:
4164 """""""""
4165
4166 The '``xor``' instruction returns the bitwise logical exclusive or of
4167 its two operands. The ``xor`` is used to implement the "one's
4168 complement" operation, which is the "~" operator in C.
4169
4170 Arguments:
4171 """"""""""
4172
4173 The two arguments to the '``xor``' instruction must be
4174 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4175 arguments must have identical types.
4176
4177 Semantics:
4178 """"""""""
4179
4180 The truth table used for the '``xor``' instruction is:
4181
4182 +-----+-----+-----+
4183 | In0 | In1 | Out |
4184 +-----+-----+-----+
4185 |   0 |   0 |   0 |
4186 +-----+-----+-----+
4187 |   0 |   1 |   1 |
4188 +-----+-----+-----+
4189 |   1 |   0 |   1 |
4190 +-----+-----+-----+
4191 |   1 |   1 |   0 |
4192 +-----+-----+-----+
4193
4194 Example:
4195 """"""""
4196
4197 .. code-block:: llvm
4198
4199       <result> = xor i32 4, %var         ; yields {i32}:result = 4 ^ %var
4200       <result> = xor i32 15, 40          ; yields {i32}:result = 39
4201       <result> = xor i32 4, 8            ; yields {i32}:result = 12
4202       <result> = xor i32 %V, -1          ; yields {i32}:result = ~%V
4203
4204 Vector Operations
4205 -----------------
4206
4207 LLVM supports several instructions to represent vector operations in a
4208 target-independent manner. These instructions cover the element-access
4209 and vector-specific operations needed to process vectors effectively.
4210 While LLVM does directly support these vector operations, many
4211 sophisticated algorithms will want to use target-specific intrinsics to
4212 take full advantage of a specific target.
4213
4214 .. _i_extractelement:
4215
4216 '``extractelement``' Instruction
4217 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4218
4219 Syntax:
4220 """""""
4221
4222 ::
4223
4224       <result> = extractelement <n x <ty>> <val>, i32 <idx>    ; yields <ty>
4225
4226 Overview:
4227 """""""""
4228
4229 The '``extractelement``' instruction extracts a single scalar element
4230 from a vector at a specified index.
4231
4232 Arguments:
4233 """"""""""
4234
4235 The first operand of an '``extractelement``' instruction is a value of
4236 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is an index indicating
4237 the position from which to extract the element. The index may be a
4238 variable.
4239
4240 Semantics:
4241 """"""""""
4242
4243 The result is a scalar of the same type as the element type of ``val``.
4244 Its value is the value at position ``idx`` of ``val``. If ``idx``
4245 exceeds the length of ``val``, the results are undefined.
4246
4247 Example:
4248 """"""""
4249
4250 .. code-block:: llvm
4251
4252       <result> = extractelement <4 x i32> %vec, i32 0    ; yields i32
4253
4254 .. _i_insertelement:
4255
4256 '``insertelement``' Instruction
4257 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4258
4259 Syntax:
4260 """""""
4261
4262 ::
4263
4264       <result> = insertelement <n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, i32 <idx>    ; yields <n x <ty>>
4265
4266 Overview:
4267 """""""""
4268
4269 The '``insertelement``' instruction inserts a scalar element into a
4270 vector at a specified index.
4271
4272 Arguments:
4273 """"""""""
4274
4275 The first operand of an '``insertelement``' instruction is a value of
4276 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is a scalar value whose
4277 type must equal the element type of the first operand. The third operand
4278 is an index indicating the position at which to insert the value. The
4279 index may be a variable.
4280
4281 Semantics:
4282 """"""""""
4283
4284 The result is a vector of the same type as ``val``. Its element values
4285 are those of ``val`` except at position ``idx``, where it gets the value
4286 ``elt``. If ``idx`` exceeds the length of ``val``, the results are
4287 undefined.
4288
4289 Example:
4290 """"""""
4291
4292 .. code-block:: llvm
4293
4294       <result> = insertelement <4 x i32> %vec, i32 1, i32 0    ; yields <4 x i32>
4295
4296 .. _i_shufflevector:
4297
4298 '``shufflevector``' Instruction
4299 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4300
4301 Syntax:
4302 """""""
4303
4304 ::
4305
4306       <result> = shufflevector <n x <ty>> <v1>, <n x <ty>> <v2>, <m x i32> <mask>    ; yields <m x <ty>>
4307
4308 Overview:
4309 """""""""
4310
4311 The '``shufflevector``' instruction constructs a permutation of elements
4312 from two input vectors, returning a vector with the same element type as
4313 the input and length that is the same as the shuffle mask.
4314
4315 Arguments:
4316 """"""""""
4317
4318 The first two operands of a '``shufflevector``' instruction are vectors
4319 with the same type. The third argument is a shuffle mask whose element
4320 type is always 'i32'. The result of the instruction is a vector whose
4321 length is the same as the shuffle mask and whose element type is the
4322 same as the element type of the first two operands.
4323
4324 The shuffle mask operand is required to be a constant vector with either
4325 constant integer or undef values.
4326
4327 Semantics:
4328 """"""""""
4329
4330 The elements of the two input vectors are numbered from left to right
4331 across both of the vectors. The shuffle mask operand specifies, for each
4332 element of the result vector, which element of the two input vectors the
4333 result element gets. The element selector may be undef (meaning "don't
4334 care") and the second operand may be undef if performing a shuffle from
4335 only one vector.
4336
4337 Example:
4338 """"""""
4339
4340 .. code-block:: llvm
4341
4342       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
4343                               <4 x i32> <i32 0, i32 4, i32 1, i32 5>  ; yields <4 x i32>
4344       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> undef,
4345                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32> - Identity shuffle.
4346       <result> = shufflevector <8 x i32> %v1, <8 x i32> undef,
4347                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32>
4348       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
4349                               <8 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3, i32 4, i32 5, i32 6, i32 7 >  ; yields <8 x i32>
4350
4351 Aggregate Operations
4352 --------------------
4353
4354 LLVM supports several instructions for working with
4355 :ref:`aggregate <t_aggregate>` values.
4356
4357 .. _i_extractvalue:
4358
4359 '``extractvalue``' Instruction
4360 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4361
4362 Syntax:
4363 """""""
4364
4365 ::
4366
4367       <result> = extractvalue <aggregate type> <val>, <idx>{, <idx>}*
4368
4369 Overview:
4370 """""""""
4371
4372 The '``extractvalue``' instruction extracts the value of a member field
4373 from an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
4374
4375 Arguments:
4376 """"""""""
4377
4378 The first operand of an '``extractvalue``' instruction is a value of
4379 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The operands are
4380 constant indices to specify which value to extract in a similar manner
4381 as indices in a '``getelementptr``' instruction.
4382
4383 The major differences to ``getelementptr`` indexing are:
4384
4385 -  Since the value being indexed is not a pointer, the first index is
4386    omitted and assumed to be zero.
4387 -  At least one index must be specified.
4388 -  Not only struct indices but also array indices must be in bounds.
4389
4390 Semantics:
4391 """"""""""
4392
4393 The result is the value at the position in the aggregate specified by
4394 the index operands.
4395
4396 Example:
4397 """"""""
4398
4399 .. code-block:: llvm
4400
4401       <result> = extractvalue {i32, float} %agg, 0    ; yields i32
4402
4403 .. _i_insertvalue:
4404
4405 '``insertvalue``' Instruction
4406 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4407
4408 Syntax:
4409 """""""
4410
4411 ::
4412
4413       <result> = insertvalue <aggregate type> <val>, <ty> <elt>, <idx>{, <idx>}*    ; yields <aggregate type>
4414
4415 Overview:
4416 """""""""
4417
4418 The '``insertvalue``' instruction inserts a value into a member field in
4419 an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
4420
4421 Arguments:
4422 """"""""""
4423
4424 The first operand of an '``insertvalue``' instruction is a value of
4425 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The second operand is
4426 a first-class value to insert. The following operands are constant
4427 indices indicating the position at which to insert the value in a
4428 similar manner as indices in a '``extractvalue``' instruction. The value
4429 to insert must have the same type as the value identified by the
4430 indices.
4431
4432 Semantics:
4433 """"""""""
4434
4435 The result is an aggregate of the same type as ``val``. Its value is
4436 that of ``val`` except that the value at the position specified by the
4437 indices is that of ``elt``.
4438
4439 Example:
4440 """"""""
4441
4442 .. code-block:: llvm
4443
4444       %agg1 = insertvalue {i32, float} undef, i32 1, 0              ; yields {i32 1, float undef}
4445       %agg2 = insertvalue {i32, float} %agg1, float %val, 1         ; yields {i32 1, float %val}
4446       %agg3 = insertvalue {i32, {float}} %agg1, float %val, 1, 0    ; yields {i32 1, float %val}
4447
4448 .. _memoryops:
4449
4450 Memory Access and Addressing Operations
4451 ---------------------------------------
4452
4453 A key design point of an SSA-based representation is how it represents
4454 memory. In LLVM, no memory locations are in SSA form, which makes things
4455 very simple. This section describes how to read, write, and allocate
4456 memory in LLVM.
4457
4458 .. _i_alloca:
4459
4460 '``alloca``' Instruction
4461 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4462
4463 Syntax:
4464 """""""
4465
4466 ::
4467
4468       <result> = alloca <type>[, <ty> <NumElements>][, align <alignment>]     ; yields {type*}:result
4469
4470 Overview:
4471 """""""""
4472
4473 The '``alloca``' instruction allocates memory on the stack frame of the
4474 currently executing function, to be automatically released when this
4475 function returns to its caller. The object is always allocated in the
4476 generic address space (address space zero).
4477
4478 Arguments:
4479 """"""""""
4480
4481 The '``alloca``' instruction allocates ``sizeof(<type>)*NumElements``
4482 bytes of memory on the runtime stack, returning a pointer of the
4483 appropriate type to the program. If "NumElements" is specified, it is
4484 the number of elements allocated, otherwise "NumElements" is defaulted
4485 to be one. If a constant alignment is specified, the value result of the
4486 allocation is guaranteed to be aligned to at least that boundary. If not
4487 specified, or if zero, the target can choose to align the allocation on
4488 any convenient boundary compatible with the type.
4489
4490 '``type``' may be any sized type.
4491
4492 Semantics:
4493 """"""""""
4494
4495 Memory is allocated; a pointer is returned. The operation is undefined
4496 if there is insufficient stack space for the allocation. '``alloca``'d
4497 memory is automatically released when the function returns. The
4498 '``alloca``' instruction is commonly used to represent automatic
4499 variables that must have an address available. When the function returns
4500 (either with the ``ret`` or ``resume`` instructions), the memory is
4501 reclaimed. Allocating zero bytes is legal, but the result is undefined.
4502 The order in which memory is allocated (ie., which way the stack grows)
4503 is not specified.
4504
4505 Example:
4506 """"""""
4507
4508 .. code-block:: llvm
4509
4510       %ptr = alloca i32                             ; yields {i32*}:ptr
4511       %ptr = alloca i32, i32 4                      ; yields {i32*}:ptr
4512       %ptr = alloca i32, i32 4, align 1024          ; yields {i32*}:ptr
4513       %ptr = alloca i32, align 1024                 ; yields {i32*}:ptr
4514
4515 .. _i_load:
4516
4517 '``load``' Instruction
4518 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4519
4520 Syntax:
4521 """""""
4522
4523 ::
4524
4525       <result> = load [volatile] <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>][, !invariant.load !<index>]
4526       <result> = load atomic [volatile] <ty>* <pointer> [singlethread] <ordering>, align <alignment>
4527       !<index> = !{ i32 1 }
4528
4529 Overview:
4530 """""""""
4531
4532 The '``load``' instruction is used to read from memory.
4533
4534 Arguments:
4535 """"""""""
4536
4537 The argument to the '``load``' instruction specifies the memory address
4538 from which to load. The pointer must point to a :ref:`first
4539 class <t_firstclass>` type. If the ``load`` is marked as ``volatile``,
4540 then the optimizer is not allowed to modify the number or order of
4541 execution of this ``load`` with other :ref:`volatile
4542 operations <volatile>`.
4543
4544 If the ``load`` is marked as ``atomic``, it takes an extra
4545 :ref:`ordering <ordering>` and optional ``singlethread`` argument. The
4546 ``release`` and ``acq_rel`` orderings are not valid on ``load``
4547 instructions. Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results
4548 when they may see multiple atomic stores. The type of the pointee must
4549 be an integer type whose bit width is a power of two greater than or
4550 equal to eight and less than or equal to a target-specific size limit.
4551 ``align`` must be explicitly specified on atomic loads, and the load has
4552 undefined behavior if the alignment is not set to a value which is at
4553 least the size in bytes of the pointee. ``!nontemporal`` does not have
4554 any defined semantics for atomic loads.
4555
4556 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
4557 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
4558 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the abi
4559 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
4560 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
4561 alignment results in undefined behavior. Underestimating the alignment
4562 may produce less efficient code. An alignment of 1 is always safe.
4563
4564 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single
4565 metatadata name <index> corresponding to a metadata node with one
4566 ``i32`` entry of value 1. The existence of the ``!nontemporal``
4567 metatadata on the instruction tells the optimizer and code generator
4568 that this load is not expected to be reused in the cache. The code
4569 generator may select special instructions to save cache bandwidth, such
4570 as the ``MOVNT`` instruction on x86.
4571
4572 The optional ``!invariant.load`` metadata must reference a single
4573 metatadata name <index> corresponding to a metadata node with no
4574 entries. The existence of the ``!invariant.load`` metatadata on the
4575 instruction tells the optimizer and code generator that this load
4576 address points to memory which does not change value during program
4577 execution. The optimizer may then move this load around, for example, by
4578 hoisting it out of loops using loop invariant code motion.
4579
4580 Semantics:
4581 """"""""""
4582
4583 The location of memory pointed to is loaded. If the value being loaded
4584 is of scalar type then the number of bytes read does not exceed the
4585 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
4586 example, loading an ``i24`` reads at most three bytes. When loading a
4587 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
4588 of bytes, the result is undefined if the value was not originally
4589 written using a store of the same type.
4590
4591 Examples:
4592 """""""""
4593
4594 .. code-block:: llvm
4595
4596       %ptr = alloca i32                               ; yields {i32*}:ptr
4597       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields {void}
4598       %val = load i32* %ptr                           ; yields {i32}:val = i32 3
4599
4600 .. _i_store:
4601
4602 '``store``' Instruction
4603 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4604
4605 Syntax:
4606 """""""
4607
4608 ::
4609
4610       store [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>]        ; yields {void}
4611       store atomic [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer> [singlethread] <ordering>, align <alignment>  ; yields {void}
4612
4613 Overview:
4614 """""""""
4615
4616 The '``store``' instruction is used to write to memory.
4617
4618 Arguments:
4619 """"""""""
4620
4621 There are two arguments to the '``store``' instruction: a value to store
4622 and an address at which to store it. The type of the '``<pointer>``'
4623 operand must be a pointer to the :ref:`first class <t_firstclass>` type of
4624 the '``<value>``' operand. If the ``store`` is marked as ``volatile``,
4625 then the optimizer is not allowed to modify the number or order of
4626 execution of this ``store`` with other :ref:`volatile
4627 operations <volatile>`.
4628
4629 If the ``store`` is marked as ``atomic``, it takes an extra
4630 :ref:`ordering <ordering>` and optional ``singlethread`` argument. The
4631 ``acquire`` and ``acq_rel`` orderings aren't valid on ``store``
4632 instructions. Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results
4633 when they may see multiple atomic stores. The type of the pointee must
4634 be an integer type whose bit width is a power of two greater than or
4635 equal to eight and less than or equal to a target-specific size limit.
4636 ``align`` must be explicitly specified on atomic stores, and the store
4637 has undefined behavior if the alignment is not set to a value which is
4638 at least the size in bytes of the pointee. ``!nontemporal`` does not
4639 have any defined semantics for atomic stores.
4640
4641 The optional constant "align" argument specifies the alignment of the
4642 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
4643 or an omitted "align" argument means that the operation has the abi
4644 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
4645 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
4646 alignment results in an undefined behavior. Underestimating the
4647 alignment may produce less efficient code. An alignment of 1 is always
4648 safe.
4649
4650 The optional !nontemporal metadata must reference a single metatadata
4651 name <index> corresponding to a metadata node with one i32 entry of
4652 value 1. The existence of the !nontemporal metatadata on the instruction
4653 tells the optimizer and code generator that this load is not expected to
4654 be reused in the cache. The code generator may select special
4655 instructions to save cache bandwidth, such as the MOVNT instruction on
4656 x86.
4657
4658 Semantics:
4659 """"""""""
4660
4661 The contents of memory are updated to contain '``<value>``' at the
4662 location specified by the '``<pointer>``' operand. If '``<value>``' is
4663 of scalar type then the number of bytes written does not exceed the
4664 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
4665 example, storing an ``i24`` writes at most three bytes. When writing a
4666 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
4667 of bytes, it is unspecified what happens to the extra bits that do not
4668 belong to the type, but they will typically be overwritten.
4669
4670 Example:
4671 """"""""
4672
4673 .. code-block:: llvm
4674
4675       %ptr = alloca i32                               ; yields {i32*}:ptr
4676       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields {void}
4677       %val = load i32* %ptr                           ; yields {i32}:val = i32 3
4678
4679 .. _i_fence:
4680
4681 '``fence``' Instruction
4682 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4683
4684 Syntax:
4685 """""""
4686
4687 ::
4688
4689       fence [singlethread] <ordering>                   ; yields {void}
4690
4691 Overview:
4692 """""""""
4693
4694 The '``fence``' instruction is used to introduce happens-before edges
4695 between operations.
4696
4697 Arguments:
4698 """"""""""
4699
4700 '``fence``' instructions take an :ref:`ordering <ordering>` argument which
4701 defines what *synchronizes-with* edges they add. They can only be given
4702 ``acquire``, ``release``, ``acq_rel``, and ``seq_cst`` orderings.
4703
4704 Semantics:
4705 """"""""""
4706
4707 A fence A which has (at least) ``release`` ordering semantics
4708 *synchronizes with* a fence B with (at least) ``acquire`` ordering
4709 semantics if and only if there exist atomic operations X and Y, both
4710 operating on some atomic object M, such that A is sequenced before X, X
4711 modifies M (either directly or through some side effect of a sequence
4712 headed by X), Y is sequenced before B, and Y observes M. This provides a
4713 *happens-before* dependency between A and B. Rather than an explicit
4714 ``fence``, one (but not both) of the atomic operations X or Y might
4715 provide a ``release`` or ``acquire`` (resp.) ordering constraint and
4716 still *synchronize-with* the explicit ``fence`` and establish the
4717 *happens-before* edge.
4718
4719 A ``fence`` which has ``seq_cst`` ordering, in addition to having both
4720 ``acquire`` and ``release`` semantics specified above, participates in
4721 the global program order of other ``seq_cst`` operations and/or fences.
4722
4723 The optional ":ref:`singlethread <singlethread>`" argument specifies
4724 that the fence only synchronizes with other fences in the same thread.
4725 (This is useful for interacting with signal handlers.)
4726
4727 Example:
4728 """"""""
4729
4730 .. code-block:: llvm
4731
4732       fence acquire                          ; yields {void}
4733       fence singlethread seq_cst             ; yields {void}
4734
4735 .. _i_cmpxchg:
4736
4737 '``cmpxchg``' Instruction
4738 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4739
4740 Syntax:
4741 """""""
4742
4743 ::
4744
4745       cmpxchg [volatile] <ty>* <pointer>, <ty> <cmp>, <ty> <new> [singlethread] <ordering>  ; yields {ty}
4746
4747 Overview:
4748 """""""""
4749
4750 The '``cmpxchg``' instruction is used to atomically modify memory. It
4751 loads a value in memory and compares it to a given value. If they are
4752 equal, it stores a new value into the memory.
4753
4754 Arguments:
4755 """"""""""
4756
4757 There are three arguments to the '``cmpxchg``' instruction: an address
4758 to operate on, a value to compare to the value currently be at that
4759 address, and a new value to place at that address if the compared values
4760 are equal. The type of '<cmp>' must be an integer type whose bit width
4761 is a power of two greater than or equal to eight and less than or equal
4762 to a target-specific size limit. '<cmp>' and '<new>' must have the same
4763 type, and the type of '<pointer>' must be a pointer to that type. If the
4764 ``cmpxchg`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not allowed
4765 to modify the number or order of execution of this ``cmpxchg`` with
4766 other :ref:`volatile operations <volatile>`.
4767
4768 The :ref:`ordering <ordering>` argument specifies how this ``cmpxchg``
4769 synchronizes with other atomic operations.
4770
4771 The optional "``singlethread``" argument declares that the ``cmpxchg``
4772 is only atomic with respect to code (usually signal handlers) running in
4773 the same thread as the ``cmpxchg``. Otherwise the cmpxchg is atomic with
4774 respect to all other code in the system.
4775
4776 The pointer passed into cmpxchg must have alignment greater than or
4777 equal to the size in memory of the operand.
4778
4779 Semantics:
4780 """"""""""
4781
4782 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``'
4783 operand is read and compared to '``<cmp>``'; if the read value is the
4784 equal, '``<new>``' is written. The original value at the location is
4785 returned.
4786
4787 A successful ``cmpxchg`` is a read-modify-write instruction for the purpose
4788 of identifying release sequences. A failed ``cmpxchg`` is equivalent to an
4789 atomic load with an ordering parameter determined by dropping any
4790 ``release`` part of the ``cmpxchg``'s ordering.
4791
4792 Example:
4793 """"""""
4794
4795 .. code-block:: llvm
4796
4797     entry:
4798       %orig = atomic load i32* %ptr unordered                   ; yields {i32}
4799       br label %loop
4800
4801     loop:
4802       %cmp = phi i32 [ %orig, %entry ], [%old, %loop]
4803       %squared = mul i32 %cmp, %cmp
4804       %old = cmpxchg i32* %ptr, i32 %cmp, i32 %squared          ; yields {i32}
4805       %success = icmp eq i32 %cmp, %old
4806       br i1 %success, label %done, label %loop
4807
4808     done:
4809       ...
4810
4811 .. _i_atomicrmw:
4812
4813 '``atomicrmw``' Instruction
4814 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4815
4816 Syntax:
4817 """""""
4818
4819 ::
4820
4821       atomicrmw [volatile] <operation> <ty>* <pointer>, <ty> <value> [singlethread] <ordering>                   ; yields {ty}
4822
4823 Overview:
4824 """""""""
4825
4826 The '``atomicrmw``' instruction is used to atomically modify memory.
4827
4828 Arguments:
4829 """"""""""
4830
4831 There are three arguments to the '``atomicrmw``' instruction: an
4832 operation to apply, an address whose value to modify, an argument to the
4833 operation. The operation must be one of the following keywords:
4834
4835 -  xchg
4836 -  add
4837 -  sub
4838 -  and
4839 -  nand
4840 -  or
4841 -  xor
4842 -  max
4843 -  min
4844 -  umax
4845 -  umin
4846
4847 The type of '<value>' must be an integer type whose bit width is a power
4848 of two greater than or equal to eight and less than or equal to a
4849 target-specific size limit. The type of the '``<pointer>``' operand must
4850 be a pointer to that type. If the ``atomicrmw`` is marked as
4851 ``volatile``, then the optimizer is not allowed to modify the number or
4852 order of execution of this ``atomicrmw`` with other :ref:`volatile
4853 operations <volatile>`.
4854
4855 Semantics:
4856 """"""""""
4857
4858 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``'
4859 operand are atomically read, modified, and written back. The original
4860 value at the location is returned. The modification is specified by the
4861 operation argument:
4862
4863 -  xchg: ``*ptr = val``
4864 -  add: ``*ptr = *ptr + val``
4865 -  sub: ``*ptr = *ptr - val``
4866 -  and: ``*ptr = *ptr & val``
4867 -  nand: ``*ptr = ~(*ptr & val)``
4868 -  or: ``*ptr = *ptr | val``
4869 -  xor: ``*ptr = *ptr ^ val``
4870 -  max: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
4871 -  min: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
4872 -  umax: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using an unsigned
4873    comparison)
4874 -  umin: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using an unsigned
4875    comparison)
4876
4877 Example:
4878 """"""""
4879
4880 .. code-block:: llvm
4881
4882       %old = atomicrmw add i32* %ptr, i32 1 acquire                        ; yields {i32}
4883
4884 .. _i_getelementptr:
4885
4886 '``getelementptr``' Instruction
4887 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4888
4889 Syntax:
4890 """""""
4891
4892 ::
4893
4894       <result> = getelementptr <pty>* <ptrval>{, <ty> <idx>}*
4895       <result> = getelementptr inbounds <pty>* <ptrval>{, <ty> <idx>}*
4896       <result> = getelementptr <ptr vector> ptrval, <vector index type> idx
4897
4898 Overview:
4899 """""""""
4900
4901 The '``getelementptr``' instruction is used to get the address of a
4902 subelement of an :ref:`aggregate <t_aggregate>` data structure. It performs
4903 address calculation only and does not access memory.
4904
4905 Arguments:
4906 """"""""""
4907
4908 The first argument is always a pointer or a vector of pointers, and
4909 forms the basis of the calculation. The remaining arguments are indices
4910 that indicate which of the elements of the aggregate object are indexed.
4911 The interpretation of each index is dependent on the type being indexed
4912 into. The first index always indexes the pointer value given as the
4913 first argument, the second index indexes a value of the type pointed to
4914 (not necessarily the value directly pointed to, since the first index
4915 can be non-zero), etc. The first type indexed into must be a pointer
4916 value, subsequent types can be arrays, vectors, and structs. Note that
4917 subsequent types being indexed into can never be pointers, since that
4918 would require loading the pointer before continuing calculation.
4919
4920 The type of each index argument depends on the type it is indexing into.
4921 When indexing into a (optionally packed) structure, only ``i32`` integer
4922 **constants** are allowed (when using a vector of indices they must all
4923 be the **same** ``i32`` integer constant). When indexing into an array,
4924 pointer or vector, integers of any width are allowed, and they are not
4925 required to be constant. These integers are treated as signed values
4926 where relevant.
4927
4928 For example, let's consider a C code fragment and how it gets compiled
4929 to LLVM:
4930
4931 .. code-block:: c
4932
4933     struct RT {
4934       char A;
4935       int B[10][20];
4936       char C;
4937     };
4938     struct ST {
4939       int X;
4940       double Y;
4941       struct RT Z;
4942     };
4943
4944     int *foo(struct ST *s) {
4945       return &s[1].Z.B[5][13];
4946     }
4947
4948 The LLVM code generated by Clang is:
4949
4950 .. code-block:: llvm
4951
4952     %struct.RT = type { i8, [10 x [20 x i32]], i8 }
4953     %struct.ST = type { i32, double, %struct.RT }
4954
4955     define i32* @foo(%struct.ST* %s) nounwind uwtable readnone optsize ssp {
4956     entry:
4957       %arrayidx = getelementptr inbounds %struct.ST* %s, i64 1, i32 2, i32 1, i64 5, i64 13
4958       ret i32* %arrayidx
4959     }
4960
4961 Semantics:
4962 """"""""""
4963
4964 In the example above, the first index is indexing into the
4965 '``%struct.ST*``' type, which is a pointer, yielding a '``%struct.ST``'
4966 = '``{ i32, double, %struct.RT }``' type, a structure. The second index
4967 indexes into the third element of the structure, yielding a
4968 '``%struct.RT``' = '``{ i8 , [10 x [20 x i32]], i8 }``' type, another
4969 structure. The third index indexes into the second element of the
4970 structure, yielding a '``[10 x [20 x i32]]``' type, an array. The two
4971 dimensions of the array are subscripted into, yielding an '``i32``'
4972 type. The '``getelementptr``' instruction returns a pointer to this
4973 element, thus computing a value of '``i32*``' type.
4974
4975 Note that it is perfectly legal to index partially through a structure,
4976 returning a pointer to an inner element. Because of this, the LLVM code
4977 for the given testcase is equivalent to:
4978
4979 .. code-block:: llvm
4980
4981     define i32* @foo(%struct.ST* %s) {
4982       %t1 = getelementptr %struct.ST* %s, i32 1                 ; yields %struct.ST*:%t1
4983       %t2 = getelementptr %struct.ST* %t1, i32 0, i32 2         ; yields %struct.RT*:%t2
4984       %t3 = getelementptr %struct.RT* %t2, i32 0, i32 1         ; yields [10 x [20 x i32]]*:%t3
4985       %t4 = getelementptr [10 x [20 x i32]]* %t3, i32 0, i32 5  ; yields [20 x i32]*:%t4
4986       %t5 = getelementptr [20 x i32]* %t4, i32 0, i32 13        ; yields i32*:%t5
4987       ret i32* %t5
4988     }
4989
4990 If the ``inbounds`` keyword is present, the result value of the
4991 ``getelementptr`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the base
4992 pointer is not an *in bounds* address of an allocated object, or if any
4993 of the addresses that would be formed by successive addition of the
4994 offsets implied by the indices to the base address with infinitely
4995 precise signed arithmetic are not an *in bounds* address of that
4996 allocated object. The *in bounds* addresses for an allocated object are
4997 all the addresses that point into the object, plus the address one byte
4998 past the end. In cases where the base is a vector of pointers the
4999 ``inbounds`` keyword applies to each of the computations element-wise.
5000
5001 If the ``inbounds`` keyword is not present, the offsets are added to the
5002 base address with silently-wrapping two's complement arithmetic. If the
5003 offsets have a different width from the pointer, they are sign-extended
5004 or truncated to the width of the pointer. The result value of the
5005 ``getelementptr`` may be outside the object pointed to by the base
5006 pointer. The result value may not necessarily be used to access memory
5007 though, even if it happens to point into allocated storage. See the
5008 :ref:`Pointer Aliasing Rules <pointeraliasing>` section for more
5009 information.
5010
5011 The getelementptr instruction is often confusing. For some more insight
5012 into how it works, see :doc:`the getelementptr FAQ <GetElementPtr>`.
5013
5014 Example:
5015 """"""""
5016
5017 .. code-block:: llvm
5018
5019         ; yields [12 x i8]*:aptr
5020         %aptr = getelementptr {i32, [12 x i8]}* %saptr, i64 0, i32 1
5021         ; yields i8*:vptr
5022         %vptr = getelementptr {i32, <2 x i8>}* %svptr, i64 0, i32 1, i32 1
5023         ; yields i8*:eptr
5024         %eptr = getelementptr [12 x i8]* %aptr, i64 0, i32 1
5025         ; yields i32*:iptr
5026         %iptr = getelementptr [10 x i32]* @arr, i16 0, i16 0
5027
5028 In cases where the pointer argument is a vector of pointers, each index
5029 must be a vector with the same number of elements. For example:
5030
5031 .. code-block:: llvm
5032
5033      %A = getelementptr <4 x i8*> %ptrs, <4 x i64> %offsets,
5034
5035 Conversion Operations
5036 ---------------------
5037
5038 The instructions in this category are the conversion instructions
5039 (casting) which all take a single operand and a type. They perform
5040 various bit conversions on the operand.
5041
5042 '``trunc .. to``' Instruction
5043 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5044
5045 Syntax:
5046 """""""
5047
5048 ::
5049
5050       <result> = trunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5051
5052 Overview:
5053 """""""""
5054
5055 The '``trunc``' instruction truncates its operand to the type ``ty2``.
5056
5057 Arguments:
5058 """"""""""
5059
5060 The '``trunc``' instruction takes a value to trunc, and a type to trunc
5061 it to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors
5062 of the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
5063 larger than the bit size of the destination type, ``ty2``. Equal sized
5064 types are not allowed.
5065
5066 Semantics:
5067 """"""""""
5068
5069 The '``trunc``' instruction truncates the high order bits in ``value``
5070 and converts the remaining bits to ``ty2``. Since the source size must
5071 be larger than the destination size, ``trunc`` cannot be a *no-op cast*.
5072 It will always truncate bits.
5073
5074 Example:
5075 """"""""
5076
5077 .. code-block:: llvm
5078
5079       %X = trunc i32 257 to i8                        ; yields i8:1
5080       %Y = trunc i32 123 to i1                        ; yields i1:true
5081       %Z = trunc i32 122 to i1                        ; yields i1:false
5082       %W = trunc <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i8> ; yields <i8 8, i8 7>
5083
5084 '``zext .. to``' Instruction
5085 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5086
5087 Syntax:
5088 """""""
5089
5090 ::
5091
5092       <result> = zext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5093
5094 Overview:
5095 """""""""
5096
5097 The '``zext``' instruction zero extends its operand to type ``ty2``.
5098
5099 Arguments:
5100 """"""""""
5101
5102 The '``zext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
5103 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
5104 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
5105 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
5106
5107 Semantics:
5108 """"""""""
5109
5110 The ``zext`` fills the high order bits of the ``value`` with zero bits
5111 until it reaches the size of the destination type, ``ty2``.
5112
5113 When zero extending from i1, the result will always be either 0 or 1.
5114
5115 Example:
5116 """"""""
5117
5118 .. code-block:: llvm
5119
5120       %X = zext i32 257 to i64              ; yields i64:257
5121       %Y = zext i1 true to i32              ; yields i32:1
5122       %Z = zext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
5123
5124 '``sext .. to``' Instruction
5125 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5126
5127 Syntax:
5128 """""""
5129
5130 ::
5131
5132       <result> = sext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5133
5134 Overview:
5135 """""""""
5136
5137 The '``sext``' sign extends ``value`` to the type ``ty2``.
5138
5139 Arguments:
5140 """"""""""
5141
5142 The '``sext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
5143 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
5144 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
5145 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
5146
5147 Semantics:
5148 """"""""""
5149
5150 The '``sext``' instruction performs a sign extension by copying the sign
5151 bit (highest order bit) of the ``value`` until it reaches the bit size
5152 of the type ``ty2``.
5153
5154 When sign extending from i1, the extension always results in -1 or 0.
5155
5156 Example:
5157 """"""""
5158
5159 .. code-block:: llvm
5160
5161       %X = sext i8  -1 to i16              ; yields i16   :65535
5162       %Y = sext i1 true to i32             ; yields i32:-1
5163       %Z = sext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
5164
5165 '``fptrunc .. to``' Instruction
5166 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5167
5168 Syntax:
5169 """""""
5170
5171 ::
5172
5173       <result> = fptrunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5174
5175 Overview:
5176 """""""""
5177
5178 The '``fptrunc``' instruction truncates ``value`` to type ``ty2``.
5179
5180 Arguments:
5181 """"""""""
5182
5183 The '``fptrunc``' instruction takes a :ref:`floating point <t_floating>`
5184 value to cast and a :ref:`floating point <t_floating>` type to cast it to.
5185 The size of ``value`` must be larger than the size of ``ty2``. This
5186 implies that ``fptrunc`` cannot be used to make a *no-op cast*.
5187
5188 Semantics:
5189 """"""""""
5190
5191 The '``fptrunc``' instruction truncates a ``value`` from a larger
5192 :ref:`floating point <t_floating>` type to a smaller :ref:`floating
5193 point <t_floating>` type. If the value cannot fit within the
5194 destination type, ``ty2``, then the results are undefined.
5195
5196 Example:
5197 """"""""
5198
5199 .. code-block:: llvm
5200
5201       %X = fptrunc double 123.0 to float         ; yields float:123.0
5202       %Y = fptrunc double 1.0E+300 to float      ; yields undefined
5203
5204 '``fpext .. to``' Instruction
5205 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5206
5207 Syntax:
5208 """""""
5209
5210 ::
5211
5212       <result> = fpext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5213
5214 Overview:
5215 """""""""
5216
5217 The '``fpext``' extends a floating point ``value`` to a larger floating
5218 point value.
5219
5220 Arguments:
5221 """"""""""
5222
5223 The '``fpext``' instruction takes a :ref:`floating point <t_floating>`
5224 ``value`` to cast, and a :ref:`floating point <t_floating>` type to cast it
5225 to. The source type must be smaller than the destination type.
5226
5227 Semantics:
5228 """"""""""
5229
5230 The '``fpext``' instruction extends the ``value`` from a smaller
5231 :ref:`floating point <t_floating>` type to a larger :ref:`floating
5232 point <t_floating>` type. The ``fpext`` cannot be used to make a
5233 *no-op cast* because it always changes bits. Use ``bitcast`` to make a
5234 *no-op cast* for a floating point cast.
5235
5236 Example:
5237 """"""""
5238
5239 .. code-block:: llvm
5240
5241       %X = fpext float 3.125 to double         ; yields double:3.125000e+00
5242       %Y = fpext double %X to fp128            ; yields fp128:0xL00000000000000004000900000000000
5243
5244 '``fptoui .. to``' Instruction
5245 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5246
5247 Syntax:
5248 """""""
5249
5250 ::
5251
5252       <result> = fptoui <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5253
5254 Overview:
5255 """""""""
5256
5257 The '``fptoui``' converts a floating point ``value`` to its unsigned
5258 integer equivalent of type ``ty2``.
5259
5260 Arguments:
5261 """"""""""
5262
5263 The '``fptoui``' instruction takes a value to cast, which must be a
5264 scalar or vector :ref:`floating point <t_floating>` value, and a type to
5265 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
5266 ``ty`` is a vector floating point type, ``ty2`` must be a vector integer
5267 type with the same number of elements as ``ty``
5268
5269 Semantics:
5270 """"""""""
5271
5272 The '``fptoui``' instruction converts its :ref:`floating
5273 point <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
5274 unsigned integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the results
5275 are undefined.
5276
5277 Example:
5278 """"""""
5279
5280 .. code-block:: llvm
5281
5282       %X = fptoui double 123.0 to i32      ; yields i32:123
5283       %Y = fptoui float 1.0E+300 to i1     ; yields undefined:1
5284       %Z = fptoui float 1.04E+17 to i8     ; yields undefined:1
5285
5286 '``fptosi .. to``' Instruction
5287 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5288
5289 Syntax:
5290 """""""
5291
5292 ::
5293
5294       <result> = fptosi <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5295
5296 Overview:
5297 """""""""
5298
5299 The '``fptosi``' instruction converts :ref:`floating point <t_floating>`
5300 ``value`` to type ``ty2``.
5301
5302 Arguments:
5303 """"""""""
5304
5305 The '``fptosi``' instruction takes a value to cast, which must be a
5306 scalar or vector :ref:`floating point <t_floating>` value, and a type to
5307 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
5308 ``ty`` is a vector floating point type, ``ty2`` must be a vector integer
5309 type with the same number of elements as ``ty``
5310
5311 Semantics:
5312 """"""""""
5313
5314 The '``fptosi``' instruction converts its :ref:`floating
5315 point <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
5316 signed integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the results
5317 are undefined.
5318
5319 Example:
5320 """"""""
5321
5322 .. code-block:: llvm
5323
5324       %X = fptosi double -123.0 to i32      ; yields i32:-123
5325       %Y = fptosi float 1.0E-247 to i1      ; yields undefined:1
5326       %Z = fptosi float 1.04E+17 to i8      ; yields undefined:1
5327
5328 '``uitofp .. to``' Instruction
5329 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5330
5331 Syntax:
5332 """""""
5333
5334 ::
5335
5336       <result> = uitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5337
5338 Overview:
5339 """""""""
5340
5341 The '``uitofp``' instruction regards ``value`` as an unsigned integer
5342 and converts that value to the ``ty2`` type.
5343
5344 Arguments:
5345 """"""""""
5346
5347 The '``uitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
5348 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
5349 ``ty2``, which must be an :ref:`floating point <t_floating>` type. If
5350 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating point
5351 type with the same number of elements as ``ty``
5352
5353 Semantics:
5354 """"""""""
5355
5356 The '``uitofp``' instruction interprets its operand as an unsigned
5357 integer quantity and converts it to the corresponding floating point
5358 value. If the value cannot fit in the floating point value, the results
5359 are undefined.
5360
5361 Example:
5362 """"""""
5363
5364 .. code-block:: llvm
5365
5366       %X = uitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
5367       %Y = uitofp i8 -1 to double          ; yields double:255.0
5368
5369 '``sitofp .. to``' Instruction
5370 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5371
5372 Syntax:
5373 """""""
5374
5375 ::
5376
5377       <result> = sitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5378
5379 Overview:
5380 """""""""
5381
5382 The '``sitofp``' instruction regards ``value`` as a signed integer and
5383 converts that value to the ``ty2`` type.
5384
5385 Arguments:
5386 """"""""""
5387
5388 The '``sitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
5389 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
5390 ``ty2``, which must be an :ref:`floating point <t_floating>` type. If
5391 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating point
5392 type with the same number of elements as ``ty``
5393
5394 Semantics:
5395 """"""""""
5396
5397 The '``sitofp``' instruction interprets its operand as a signed integer
5398 quantity and converts it to the corresponding floating point value. If
5399 the value cannot fit in the floating point value, the results are
5400 undefined.
5401
5402 Example:
5403 """"""""
5404
5405 .. code-block:: llvm
5406
5407       %X = sitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
5408       %Y = sitofp i8 -1 to double          ; yields double:-1.0
5409
5410 .. _i_ptrtoint:
5411
5412 '``ptrtoint .. to``' Instruction
5413 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5414
5415 Syntax:
5416 """""""
5417
5418 ::
5419
5420       <result> = ptrtoint <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5421
5422 Overview:
5423 """""""""
5424
5425 The '``ptrtoint``' instruction converts the pointer or a vector of
5426 pointers ``value`` to the integer (or vector of integers) type ``ty2``.
5427
5428 Arguments:
5429 """"""""""
5430
5431 The '``ptrtoint``' instruction takes a ``value`` to cast, which must be
5432 a a value of type :ref:`pointer <t_pointer>` or a vector of pointers, and a
5433 type to cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` or
5434 a vector of integers type.
5435
5436 Semantics:
5437 """"""""""
5438
5439 The '``ptrtoint``' instruction converts ``value`` to integer type
5440 ``ty2`` by interpreting the pointer value as an integer and either
5441 truncating or zero extending that value to the size of the integer type.
5442 If ``value`` is smaller than ``ty2`` then a zero extension is done. If
5443 ``value`` is larger than ``ty2`` then a truncation is done. If they are
5444 the same size, then nothing is done (*no-op cast*) other than a type
5445 change.
5446
5447 Example:
5448 """"""""
5449
5450 .. code-block:: llvm
5451
5452       %X = ptrtoint i32* %P to i8                         ; yields truncation on 32-bit architecture
5453       %Y = ptrtoint i32* %P to i64                        ; yields zero extension on 32-bit architecture
5454       %Z = ptrtoint <4 x i32*> %P to <4 x i64>; yields vector zero extension for a vector of addresses on 32-bit architecture
5455
5456 .. _i_inttoptr:
5457
5458 '``inttoptr .. to``' Instruction
5459 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5460
5461 Syntax:
5462 """""""
5463
5464 ::
5465
5466       <result> = inttoptr <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5467
5468 Overview:
5469 """""""""
5470
5471 The '``inttoptr``' instruction converts an integer ``value`` to a
5472 pointer type, ``ty2``.
5473
5474 Arguments:
5475 """"""""""
5476
5477 The '``inttoptr``' instruction takes an :ref:`integer <t_integer>` value to
5478 cast, and a type to cast it to, which must be a :ref:`pointer <t_pointer>`
5479 type.
5480
5481 Semantics:
5482 """"""""""
5483
5484 The '``inttoptr``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` by
5485 applying either a zero extension or a truncation depending on the size
5486 of the integer ``value``. If ``value`` is larger than the size of a
5487 pointer then a truncation is done. If ``value`` is smaller than the size
5488 of a pointer then a zero extension is done. If they are the same size,
5489 nothing is done (*no-op cast*).
5490
5491 Example:
5492 """"""""
5493
5494 .. code-block:: llvm
5495
5496       %X = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields zero extension on 64-bit architecture
5497       %Y = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields no-op on 32-bit architecture
5498       %Z = inttoptr i64 0 to i32*            ; yields truncation on 32-bit architecture
5499       %Z = inttoptr <4 x i32> %G to <4 x i8*>; yields truncation of vector G to four pointers
5500
5501 .. _i_bitcast:
5502
5503 '``bitcast .. to``' Instruction
5504 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5505
5506 Syntax:
5507 """""""
5508
5509 ::
5510
5511       <result> = bitcast <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5512
5513 Overview:
5514 """""""""
5515
5516 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` without
5517 changing any bits.
5518
5519 Arguments:
5520 """"""""""
5521
5522 The '``bitcast``' instruction takes a value to cast, which must be a
5523 non-aggregate first class value, and a type to cast it to, which must
5524 also be a non-aggregate :ref:`first class <t_firstclass>` type. The bit
5525 sizes of ``value`` and the destination type, ``ty2``, must be identical.
5526 If the source type is a pointer, the destination type must also be a
5527 pointer. This instruction supports bitwise conversion of vectors to
5528 integers and to vectors of other types (as long as they have the same
5529 size).
5530
5531 Semantics:
5532 """"""""""
5533
5534 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2``. It is
5535 always a *no-op cast* because no bits change with this conversion. The
5536 conversion is done as if the ``value`` had been stored to memory and
5537 read back as type ``ty2``. Pointer (or vector of pointers) types may
5538 only be converted to other pointer (or vector of pointers) types with
5539 this instruction. To convert pointers to other types, use the
5540 :ref:`inttoptr <i_inttoptr>` or :ref:`ptrtoint <i_ptrtoint>` instructions
5541 first.
5542
5543 Example:
5544 """"""""
5545
5546 .. code-block:: llvm
5547
5548       %X = bitcast i8 255 to i8              ; yields i8 :-1
5549       %Y = bitcast i32* %x to sint*          ; yields sint*:%x
5550       %Z = bitcast <2 x int> %V to i64;        ; yields i64: %V
5551       %Z = bitcast <2 x i32*> %V to <2 x i64*> ; yields <2 x i64*>
5552
5553 .. _otherops:
5554
5555 Other Operations
5556 ----------------
5557
5558 The instructions in this category are the "miscellaneous" instructions,
5559 which defy better classification.
5560
5561 .. _i_icmp:
5562
5563 '``icmp``' Instruction
5564 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5565
5566 Syntax:
5567 """""""
5568
5569 ::
5570
5571       <result> = icmp <cond> <ty> <op1>, <op2>   ; yields {i1} or {<N x i1>}:result
5572
5573 Overview:
5574 """""""""
5575
5576 The '``icmp``' instruction returns a boolean value or a vector of
5577 boolean values based on comparison of its two integer, integer vector,
5578 pointer, or pointer vector operands.
5579
5580 Arguments:
5581 """"""""""
5582
5583 The '``icmp``' instruction takes three operands. The first operand is
5584 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
5585 not a value, just a keyword. The possible condition code are:
5586
5587 #. ``eq``: equal
5588 #. ``ne``: not equal
5589 #. ``ugt``: unsigned greater than
5590 #. ``uge``: unsigned greater or equal
5591 #. ``ult``: unsigned less than
5592 #. ``ule``: unsigned less or equal
5593 #. ``sgt``: signed greater than
5594 #. ``sge``: signed greater or equal
5595 #. ``slt``: signed less than
5596 #. ``sle``: signed less or equal
5597
5598 The remaining two arguments must be :ref:`integer <t_integer>` or
5599 :ref:`pointer <t_pointer>` or integer :ref:`vector <t_vector>` typed. They
5600 must also be identical types.
5601
5602 Semantics:
5603 """"""""""
5604
5605 The '``icmp``' compares ``op1`` and ``op2`` according to the condition
5606 code given as ``cond``. The comparison performed always yields either an
5607 :ref:`i1 <t_integer>` or vector of ``i1`` result, as follows:
5608
5609 #. ``eq``: yields ``true`` if the operands are equal, ``false``
5610    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
5611 #. ``ne``: yields ``true`` if the operands are unequal, ``false``
5612    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
5613 #. ``ugt``: interprets the operands as unsigned values and yields
5614    ``true`` if ``op1`` is greater than ``op2``.
5615 #. ``uge``: interprets the operands as unsigned values and yields
5616    ``true`` if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
5617 #. ``ult``: interprets the operands as unsigned values and yields
5618    ``true`` if ``op1`` is less than ``op2``.
5619 #. ``ule``: interprets the operands as unsigned values and yields
5620    ``true`` if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
5621 #. ``sgt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
5622    if ``op1`` is greater than ``op2``.
5623 #. ``sge``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
5624    if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
5625 #. ``slt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
5626    if ``op1`` is less than ``op2``.
5627 #. ``sle``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
5628    if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
5629
5630 If the operands are :ref:`pointer <t_pointer>` typed, the pointer values
5631 are compared as if they were integers.
5632
5633 If the operands are integer vectors, then they are compared element by
5634 element. The result is an ``i1`` vector with the same number of elements
5635 as the values being compared. Otherwise, the result is an ``i1``.
5636
5637 Example:
5638 """"""""
5639
5640 .. code-block:: llvm
5641
5642       <result> = icmp eq i32 4, 5          ; yields: result=false
5643       <result> = icmp ne float* %X, %X     ; yields: result=false
5644       <result> = icmp ult i16  4, 5        ; yields: result=true
5645       <result> = icmp sgt i16  4, 5        ; yields: result=false
5646       <result> = icmp ule i16 -4, 5        ; yields: result=false
5647       <result> = icmp sge i16  4, 5        ; yields: result=false
5648
5649 Note that the code generator does not yet support vector types with the
5650 ``icmp`` instruction.
5651
5652 .. _i_fcmp:
5653
5654 '``fcmp``' Instruction
5655 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5656
5657 Syntax:
5658 """""""
5659
5660 ::
5661
5662       <result> = fcmp <cond> <ty> <op1>, <op2>     ; yields {i1} or {<N x i1>}:result
5663
5664 Overview:
5665 """""""""
5666
5667 The '``fcmp``' instruction returns a boolean value or vector of boolean
5668 values based on comparison of its operands.
5669
5670 If the operands are floating point scalars, then the result type is a
5671 boolean (:ref:`i1 <t_integer>`).
5672
5673 If the operands are floating point vectors, then the result type is a
5674 vector of boolean with the same number of elements as the operands being
5675 compared.
5676
5677 Arguments:
5678 """"""""""
5679
5680 The '``fcmp``' instruction takes three operands. The first operand is
5681 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
5682 not a value, just a keyword. The possible condition code are:
5683
5684 #. ``false``: no comparison, always returns false
5685 #. ``oeq``: ordered and equal
5686 #. ``ogt``: ordered and greater than
5687 #. ``oge``: ordered and greater than or equal
5688 #. ``olt``: ordered and less than
5689 #. ``ole``: ordered and less than or equal
5690 #. ``one``: ordered and not equal
5691 #. ``ord``: ordered (no nans)
5692 #. ``ueq``: unordered or equal
5693 #. ``ugt``: unordered or greater than
5694 #. ``uge``: unordered or greater than or equal
5695 #. ``ult``: unordered or less than
5696 #. ``ule``: unordered or less than or equal
5697 #. ``une``: unordered or not equal
5698 #. ``uno``: unordered (either nans)
5699 #. ``true``: no comparison, always returns true
5700
5701 *Ordered* means that neither operand is a QNAN while *unordered* means
5702 that either operand may be a QNAN.
5703
5704 Each of ``val1`` and ``val2`` arguments must be either a :ref:`floating
5705 point <t_floating>` type or a :ref:`vector <t_vector>` of floating point
5706 type. They must have identical types.
5707
5708 Semantics:
5709 """"""""""
5710
5711 The '``fcmp``' instruction compares ``op1`` and ``op2`` according to the
5712 condition code given as ``cond``. If the operands are vectors, then the
5713 vectors are compared element by element. Each comparison performed
5714 always yields an :ref:`i1 <t_integer>` result, as follows:
5715
5716 #. ``false``: always yields ``false``, regardless of operands.
5717 #. ``oeq``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
5718    is equal to ``op2``.
5719 #. ``ogt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
5720    is greater than ``op2``.
5721 #. ``oge``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
5722    is greater than or equal to ``op2``.
5723 #. ``olt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
5724    is less than ``op2``.
5725 #. ``ole``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
5726    is less than or equal to ``op2``.
5727 #. ``one``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
5728    is not equal to ``op2``.
5729 #. ``ord``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN.
5730 #. ``ueq``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
5731    equal to ``op2``.
5732 #. ``ugt``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
5733    greater than ``op2``.
5734 #. ``uge``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
5735    greater than or equal to ``op2``.
5736 #. ``ult``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
5737    less than ``op2``.
5738 #. ``ule``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
5739    less than or equal to ``op2``.
5740 #. ``une``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
5741    not equal to ``op2``.
5742 #. ``uno``: yields ``true`` if either operand is a QNAN.
5743 #. ``true``: always yields ``true``, regardless of operands.
5744
5745 Example:
5746 """"""""
5747
5748 .. code-block:: llvm
5749
5750       <result> = fcmp oeq float 4.0, 5.0    ; yields: result=false
5751       <result> = fcmp one float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
5752       <result> = fcmp olt float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
5753       <result> = fcmp ueq double 1.0, 2.0   ; yields: result=false
5754
5755 Note that the code generator does not yet support vector types with the
5756 ``fcmp`` instruction.
5757
5758 .. _i_phi:
5759
5760 '``phi``' Instruction
5761 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5762
5763 Syntax:
5764 """""""
5765
5766 ::
5767
5768       <result> = phi <ty> [ <val0>, <label0>], ...
5769
5770 Overview:
5771 """""""""
5772
5773 The '``phi``' instruction is used to implement the Ï† node in the SSA
5774 graph representing the function.
5775
5776 Arguments:
5777 """"""""""
5778
5779 The type of the incoming values is specified with the first type field.
5780 After this, the '``phi``' instruction takes a list of pairs as
5781 arguments, with one pair for each predecessor basic block of the current
5782 block. Only values of :ref:`first class <t_firstclass>` type may be used as
5783 the value arguments to the PHI node. Only labels may be used as the
5784 label arguments.
5785
5786 There must be no non-phi instructions between the start of a basic block
5787 and the PHI instructions: i.e. PHI instructions must be first in a basic
5788 block.
5789
5790 For the purposes of the SSA form, the use of each incoming value is
5791 deemed to occur on the edge from the corresponding predecessor block to
5792 the current block (but after any definition of an '``invoke``'
5793 instruction's return value on the same edge).
5794
5795 Semantics:
5796 """"""""""
5797
5798 At runtime, the '``phi``' instruction logically takes on the value
5799 specified by the pair corresponding to the predecessor basic block that
5800 executed just prior to the current block.
5801
5802 Example:
5803 """"""""
5804
5805 .. code-block:: llvm
5806
5807     Loop:       ; Infinite loop that counts from 0 on up...
5808       %indvar = phi i32 [ 0, %LoopHeader ], [ %nextindvar, %Loop ]
5809       %nextindvar = add i32 %indvar, 1
5810       br label %Loop
5811
5812 .. _i_select:
5813
5814 '``select``' Instruction
5815 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5816
5817 Syntax:
5818 """""""
5819
5820 ::
5821
5822       <result> = select selty <cond>, <ty> <val1>, <ty> <val2>             ; yields ty
5823
5824       selty is either i1 or {<N x i1>}
5825
5826 Overview:
5827 """""""""
5828
5829 The '``select``' instruction is used to choose one value based on a
5830 condition, without branching.
5831
5832 Arguments:
5833 """"""""""
5834
5835 The '``select``' instruction requires an 'i1' value or a vector of 'i1'
5836 values indicating the condition, and two values of the same :ref:`first
5837 class <t_firstclass>` type. If the val1/val2 are vectors and the
5838 condition is a scalar, then entire vectors are selected, not individual
5839 elements.
5840
5841 Semantics:
5842 """"""""""
5843
5844 If the condition is an i1 and it evaluates to 1, the instruction returns
5845 the first value argument; otherwise, it returns the second value
5846 argument.
5847
5848 If the condition is a vector of i1, then the value arguments must be
5849 vectors of the same size, and the selection is done element by element.
5850
5851 Example:
5852 """"""""
5853
5854 .. code-block:: llvm
5855
5856       %X = select i1 true, i8 17, i8 42          ; yields i8:17
5857
5858 .. _i_call:
5859
5860 '``call``' Instruction
5861 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5862
5863 Syntax:
5864 """""""
5865
5866 ::
5867
5868       <result> = [tail] call [cconv] [ret attrs] <ty> [<fnty>*] <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
5869
5870 Overview:
5871 """""""""
5872
5873 The '``call``' instruction represents a simple function call.
5874
5875 Arguments:
5876 """"""""""
5877
5878 This instruction requires several arguments:
5879
5880 #. The optional "tail" marker indicates that the callee function does
5881    not access any allocas or varargs in the caller. Note that calls may
5882    be marked "tail" even if they do not occur before a
5883    :ref:`ret <i_ret>` instruction. If the "tail" marker is present, the
5884    function call is eligible for tail call optimization, but `might not
5885    in fact be optimized into a jump <CodeGenerator.html#tailcallopt>`_.
5886    The code generator may optimize calls marked "tail" with either 1)
5887    automatic `sibling call
5888    optimization <CodeGenerator.html#sibcallopt>`_ when the caller and
5889    callee have matching signatures, or 2) forced tail call optimization
5890    when the following extra requirements are met:
5891
5892    -  Caller and callee both have the calling convention ``fastcc``.
5893    -  The call is in tail position (ret immediately follows call and ret
5894       uses value of call or is void).
5895    -  Option ``-tailcallopt`` is enabled, or
5896       ``llvm::GuaranteedTailCallOpt`` is ``true``.
5897    -  `Platform specific constraints are
5898       met. <CodeGenerator.html#tailcallopt>`_
5899
5900 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
5901    convention <callingconv>` the call should use. If none is
5902    specified, the call defaults to using C calling conventions. The
5903    calling convention of the call must match the calling convention of
5904    the target function, or else the behavior is undefined.
5905 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
5906    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
5907    are valid here.
5908 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
5909    type of the return value. Functions that return no value are marked
5910    ``void``.
5911 #. '``fnty``': shall be the signature of the pointer to function value
5912    being invoked. The argument types must match the types implied by
5913    this signature. This type can be omitted if the function is not
5914    varargs and if the function type does not return a pointer to a
5915    function.
5916 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
5917    be invoked. In most cases, this is a direct function invocation, but
5918    indirect ``call``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
5919    to function value.
5920 #. '``function args``': argument list whose types match the function
5921    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
5922    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
5923    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
5924    extra arguments can be specified.
5925 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list. Only
5926    '``noreturn``', '``nounwind``', '``readonly``' and '``readnone``'
5927    attributes are valid here.
5928
5929 Semantics:
5930 """"""""""
5931
5932 The '``call``' instruction is used to cause control flow to transfer to
5933 a specified function, with its incoming arguments bound to the specified
5934 values. Upon a '``ret``' instruction in the called function, control
5935 flow continues with the instruction after the function call, and the
5936 return value of the function is bound to the result argument.
5937
5938 Example:
5939 """"""""
5940
5941 .. code-block:: llvm
5942
5943       %retval = call i32 @test(i32 %argc)
5944       call i32 (i8*, ...)* @printf(i8* %msg, i32 12, i8 42)        ; yields i32
5945       %X = tail call i32 @foo()                                    ; yields i32
5946       %Y = tail call fastcc i32 @foo()  ; yields i32
5947       call void %foo(i8 97 signext)
5948
5949       %struct.A = type { i32, i8 }
5950       %r = call %struct.A @foo()                        ; yields { 32, i8 }
5951       %gr = extractvalue %struct.A %r, 0                ; yields i32
5952       %gr1 = extractvalue %struct.A %r, 1               ; yields i8
5953       %Z = call void @foo() noreturn                    ; indicates that %foo never returns normally
5954       %ZZ = call zeroext i32 @bar()                     ; Return value is %zero extended
5955
5956 llvm treats calls to some functions with names and arguments that match
5957 the standard C99 library as being the C99 library functions, and may
5958 perform optimizations or generate code for them under that assumption.
5959 This is something we'd like to change in the future to provide better
5960 support for freestanding environments and non-C-based languages.
5961
5962 .. _i_va_arg:
5963
5964 '``va_arg``' Instruction
5965 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5966
5967 Syntax:
5968 """""""
5969
5970 ::
5971
5972       <resultval> = va_arg <va_list*> <arglist>, <argty>
5973
5974 Overview:
5975 """""""""
5976
5977 The '``va_arg``' instruction is used to access arguments passed through
5978 the "variable argument" area of a function call. It is used to implement
5979 the ``va_arg`` macro in C.
5980
5981 Arguments:
5982 """"""""""
5983
5984 This instruction takes a ``va_list*`` value and the type of the
5985 argument. It returns a value of the specified argument type and
5986 increments the ``va_list`` to point to the next argument. The actual
5987 type of ``va_list`` is target specific.
5988
5989 Semantics:
5990 """"""""""
5991
5992 The '``va_arg``' instruction loads an argument of the specified type
5993 from the specified ``va_list`` and causes the ``va_list`` to point to
5994 the next argument. For more information, see the variable argument
5995 handling :ref:`Intrinsic Functions <int_varargs>`.
5996
5997 It is legal for this instruction to be called in a function which does
5998 not take a variable number of arguments, for example, the ``vfprintf``
5999 function.
6000
6001 ``va_arg`` is an LLVM instruction instead of an :ref:`intrinsic
6002 function <intrinsics>` because it takes a type as an argument.
6003
6004 Example:
6005 """"""""
6006
6007 See the :ref:`variable argument processing <int_varargs>` section.
6008
6009 Note that the code generator does not yet fully support va\_arg on many
6010 targets. Also, it does not currently support va\_arg with aggregate
6011 types on any target.
6012
6013 .. _i_landingpad:
6014
6015 '``landingpad``' Instruction
6016 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6017
6018 Syntax:
6019 """""""
6020
6021 ::
6022
6023       <resultval> = landingpad <resultty> personality <type> <pers_fn> <clause>+
6024       <resultval> = landingpad <resultty> personality <type> <pers_fn> cleanup <clause>*
6025
6026       <clause> := catch <type> <value>
6027       <clause> := filter <array constant type> <array constant>
6028
6029 Overview:
6030 """""""""
6031
6032 The '``landingpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
6033 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
6034 is a landing pad --- one where the exception lands, and corresponds to the
6035 code found in the ``catch`` portion of a ``try``/``catch`` sequence. It
6036 defines values supplied by the personality function (``pers_fn``) upon
6037 re-entry to the function. The ``resultval`` has the type ``resultty``.
6038
6039 Arguments:
6040 """"""""""
6041
6042 This instruction takes a ``pers_fn`` value. This is the personality
6043 function associated with the unwinding mechanism. The optional
6044 ``cleanup`` flag indicates that the landing pad block is a cleanup.
6045
6046 A ``clause`` begins with the clause type --- ``catch`` or ``filter`` --- and
6047 contains the global variable representing the "type" that may be caught
6048 or filtered respectively. Unlike the ``catch`` clause, the ``filter``
6049 clause takes an array constant as its argument. Use
6050 "``[0 x i8**] undef``" for a filter which cannot throw. The
6051 '``landingpad``' instruction must contain *at least* one ``clause`` or
6052 the ``cleanup`` flag.
6053
6054 Semantics:
6055 """"""""""
6056
6057 The '``landingpad``' instruction defines the values which are set by the
6058 personality function (``pers_fn``) upon re-entry to the function, and
6059 therefore the "result type" of the ``landingpad`` instruction. As with
6060 calling conventions, how the personality function results are
6061 represented in LLVM IR is target specific.
6062
6063 The clauses are applied in order from top to bottom. If two
6064 ``landingpad`` instructions are merged together through inlining, the
6065 clauses from the calling function are appended to the list of clauses.
6066 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
6067 the exception is compared against each ``clause`` in turn. If it doesn't
6068 match any of the clauses, and the ``cleanup`` flag is not set, then
6069 unwinding continues further up the call stack.
6070
6071 The ``landingpad`` instruction has several restrictions:
6072
6073 -  A landing pad block is a basic block which is the unwind destination
6074    of an '``invoke``' instruction.
6075 -  A landing pad block must have a '``landingpad``' instruction as its
6076    first non-PHI instruction.
6077 -  There can be only one '``landingpad``' instruction within the landing
6078    pad block.
6079 -  A basic block that is not a landing pad block may not include a
6080    '``landingpad``' instruction.
6081 -  All '``landingpad``' instructions in a function must have the same
6082    personality function.
6083
6084 Example:
6085 """"""""
6086
6087 .. code-block:: llvm
6088
6089       ;; A landing pad which can catch an integer.
6090       %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
6091                catch i8** @_ZTIi
6092       ;; A landing pad that is a cleanup.
6093       %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
6094                cleanup
6095       ;; A landing pad which can catch an integer and can only throw a double.
6096       %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
6097                catch i8** @_ZTIi
6098                filter [1 x i8**] [@_ZTId]
6099
6100 .. _intrinsics:
6101
6102 Intrinsic Functions
6103 ===================
6104
6105 LLVM supports the notion of an "intrinsic function". These functions
6106 have well known names and semantics and are required to follow certain
6107 restrictions. Overall, these intrinsics represent an extension mechanism
6108 for the LLVM language that does not require changing all of the
6109 transformations in LLVM when adding to the language (or the bitcode
6110 reader/writer, the parser, etc...).
6111
6112 Intrinsic function names must all start with an "``llvm.``" prefix. This
6113 prefix is reserved in LLVM for intrinsic names; thus, function names may
6114 not begin with this prefix. Intrinsic functions must always be external
6115 functions: you cannot define the body of intrinsic functions. Intrinsic
6116 functions may only be used in call or invoke instructions: it is illegal
6117 to take the address of an intrinsic function. Additionally, because
6118 intrinsic functions are part of the LLVM language, it is required if any
6119 are added that they be documented here.
6120
6121 Some intrinsic functions can be overloaded, i.e., the intrinsic
6122 represents a family of functions that perform the same operation but on
6123 different data types. Because LLVM can represent over 8 million
6124 different integer types, overloading is used commonly to allow an
6125 intrinsic function to operate on any integer type. One or more of the
6126 argument types or the result type can be overloaded to accept any
6127 integer type. Argument types may also be defined as exactly matching a
6128 previous argument's type or the result type. This allows an intrinsic
6129 function which accepts multiple arguments, but needs all of them to be
6130 of the same type, to only be overloaded with respect to a single
6131 argument or the result.
6132
6133 Overloaded intrinsics will have the names of its overloaded argument
6134 types encoded into its function name, each preceded by a period. Only
6135 those types which are overloaded result in a name suffix. Arguments
6136 whose type is matched against another type do not. For example, the
6137 ``llvm.ctpop`` function can take an integer of any width and returns an
6138 integer of exactly the same integer width. This leads to a family of
6139 functions such as ``i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %val)`` and
6140 ``i29 @llvm.ctpop.i29(i29 %val)``. Only one type, the return type, is
6141 overloaded, and only one type suffix is required. Because the argument's
6142 type is matched against the return type, it does not require its own
6143 name suffix.
6144
6145 To learn how to add an intrinsic function, please see the `Extending
6146 LLVM Guide <ExtendingLLVM.html>`_.
6147
6148 .. _int_varargs:
6149
6150 Variable Argument Handling Intrinsics
6151 -------------------------------------
6152
6153 Variable argument support is defined in LLVM with the
6154 :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and these three intrinsic
6155 functions. These functions are related to the similarly named macros
6156 defined in the ``<stdarg.h>`` header file.
6157
6158 All of these functions operate on arguments that use a target-specific
6159 value type "``va_list``". The LLVM assembly language reference manual
6160 does not define what this type is, so all transformations should be
6161 prepared to handle these functions regardless of the type used.
6162
6163 This example shows how the :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and the
6164 variable argument handling intrinsic functions are used.
6165
6166 .. code-block:: llvm
6167
6168     define i32 @test(i32 %X, ...) {
6169       ; Initialize variable argument processing
6170       %ap = alloca i8*
6171       %ap2 = bitcast i8** %ap to i8*
6172       call void @llvm.va_start(i8* %ap2)
6173
6174       ; Read a single integer argument
6175       %tmp = va_arg i8** %ap, i32
6176
6177       ; Demonstrate usage of llvm.va_copy and llvm.va_end
6178       %aq = alloca i8*
6179       %aq2 = bitcast i8** %aq to i8*
6180       call void @llvm.va_copy(i8* %aq2, i8* %ap2)
6181       call void @llvm.va_end(i8* %aq2)
6182
6183       ; Stop processing of arguments.
6184       call void @llvm.va_end(i8* %ap2)
6185       ret i32 %tmp
6186     }
6187
6188     declare void @llvm.va_start(i8*)
6189     declare void @llvm.va_copy(i8*, i8*)
6190     declare void @llvm.va_end(i8*)
6191
6192 .. _int_va_start:
6193
6194 '``llvm.va_start``' Intrinsic
6195 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6196
6197 Syntax:
6198 """""""
6199
6200 ::
6201
6202       declare void %llvm.va_start(i8* <arglist>)
6203
6204 Overview:
6205 """""""""
6206
6207 The '``llvm.va_start``' intrinsic initializes ``*<arglist>`` for
6208 subsequent use by ``va_arg``.
6209
6210 Arguments:
6211 """"""""""
6212
6213 The argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
6214
6215 Semantics:
6216 """"""""""
6217
6218 The '``llvm.va_start``' intrinsic works just like the ``va_start`` macro
6219 available in C. In a target-dependent way, it initializes the
6220 ``va_list`` element to which the argument points, so that the next call
6221 to ``va_arg`` will produce the first variable argument passed to the
6222 function. Unlike the C ``va_start`` macro, this intrinsic does not need
6223 to know the last argument of the function as the compiler can figure
6224 that out.
6225
6226 '``llvm.va_end``' Intrinsic
6227 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6228
6229 Syntax:
6230 """""""
6231
6232 ::
6233
6234       declare void @llvm.va_end(i8* <arglist>)
6235
6236 Overview:
6237 """""""""
6238
6239 The '``llvm.va_end``' intrinsic destroys ``*<arglist>``, which has been
6240 initialized previously with ``llvm.va_start`` or ``llvm.va_copy``.
6241
6242 Arguments:
6243 """"""""""
6244
6245 The argument is a pointer to a ``va_list`` to destroy.
6246
6247 Semantics:
6248 """"""""""
6249
6250 The '``llvm.va_end``' intrinsic works just like the ``va_end`` macro
6251 available in C. In a target-dependent way, it destroys the ``va_list``
6252 element to which the argument points. Calls to
6253 :ref:`llvm.va_start <int_va_start>` and
6254 :ref:`llvm.va_copy <int_va_copy>` must be matched exactly with calls to
6255 ``llvm.va_end``.
6256
6257 .. _int_va_copy:
6258
6259 '``llvm.va_copy``' Intrinsic
6260 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6261
6262 Syntax:
6263 """""""
6264
6265 ::
6266
6267       declare void @llvm.va_copy(i8* <destarglist>, i8* <srcarglist>)
6268
6269 Overview:
6270 """""""""
6271
6272 The '``llvm.va_copy``' intrinsic copies the current argument position
6273 from the source argument list to the destination argument list.
6274
6275 Arguments:
6276 """"""""""
6277
6278 The first argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
6279 The second argument is a pointer to a ``va_list`` element to copy from.
6280
6281 Semantics:
6282 """"""""""
6283
6284 The '``llvm.va_copy``' intrinsic works just like the ``va_copy`` macro
6285 available in C. In a target-dependent way, it copies the source
6286 ``va_list`` element into the destination ``va_list`` element. This
6287 intrinsic is necessary because the `` llvm.va_start`` intrinsic may be
6288 arbitrarily complex and require, for example, memory allocation.
6289
6290 Accurate Garbage Collection Intrinsics
6291 --------------------------------------
6292
6293 LLVM support for `Accurate Garbage Collection <GarbageCollection.html>`_
6294 (GC) requires the implementation and generation of these intrinsics.
6295 These intrinsics allow identification of :ref:`GC roots on the
6296 stack <int_gcroot>`, as well as garbage collector implementations that
6297 require :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers.
6298 Front-ends for type-safe garbage collected languages should generate
6299 these intrinsics to make use of the LLVM garbage collectors. For more
6300 details, see `Accurate Garbage Collection with
6301 LLVM <GarbageCollection.html>`_.
6302
6303 The garbage collection intrinsics only operate on objects in the generic
6304 address space (address space zero).
6305
6306 .. _int_gcroot:
6307
6308 '``llvm.gcroot``' Intrinsic
6309 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6310
6311 Syntax:
6312 """""""
6313
6314 ::
6315
6316       declare void @llvm.gcroot(i8** %ptrloc, i8* %metadata)
6317
6318 Overview:
6319 """""""""
6320
6321 The '``llvm.gcroot``' intrinsic declares the existence of a GC root to
6322 the code generator, and allows some metadata to be associated with it.
6323
6324 Arguments:
6325 """"""""""
6326
6327 The first argument specifies the address of a stack object that contains
6328 the root pointer. The second pointer (which must be either a constant or
6329 a global value address) contains the meta-data to be associated with the
6330 root.
6331
6332 Semantics:
6333 """"""""""
6334
6335 At runtime, a call to this intrinsic stores a null pointer into the
6336 "ptrloc" location. At compile-time, the code generator generates
6337 information to allow the runtime to find the pointer at GC safe points.
6338 The '``llvm.gcroot``' intrinsic may only be used in a function which
6339 :ref:`specifies a GC algorithm <gc>`.
6340
6341 .. _int_gcread:
6342
6343 '``llvm.gcread``' Intrinsic
6344 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6345
6346 Syntax:
6347 """""""
6348
6349 ::
6350
6351       declare i8* @llvm.gcread(i8* %ObjPtr, i8** %Ptr)
6352
6353 Overview:
6354 """""""""
6355
6356 The '``llvm.gcread``' intrinsic identifies reads of references from heap
6357 locations, allowing garbage collector implementations that require read
6358 barriers.
6359
6360 Arguments:
6361 """"""""""
6362
6363 The second argument is the address to read from, which should be an
6364 address allocated from the garbage collector. The first object is a
6365 pointer to the start of the referenced object, if needed by the language
6366 runtime (otherwise null).
6367
6368 Semantics:
6369 """"""""""
6370
6371 The '``llvm.gcread``' intrinsic has the same semantics as a load
6372 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
6373 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcread``'
6374 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
6375 algorithm <gc>`.
6376
6377 .. _int_gcwrite:
6378
6379 '``llvm.gcwrite``' Intrinsic
6380 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6381
6382 Syntax:
6383 """""""
6384
6385 ::
6386
6387       declare void @llvm.gcwrite(i8* %P1, i8* %Obj, i8** %P2)
6388
6389 Overview:
6390 """""""""
6391
6392 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic identifies writes of references to heap
6393 locations, allowing garbage collector implementations that require write
6394 barriers (such as generational or reference counting collectors).
6395
6396 Arguments:
6397 """"""""""
6398
6399 The first argument is the reference to store, the second is the start of
6400 the object to store it to, and the third is the address of the field of
6401 Obj to store to. If the runtime does not require a pointer to the
6402 object, Obj may be null.
6403
6404 Semantics:
6405 """"""""""
6406
6407 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic has the same semantics as a store
6408 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
6409 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcwrite``'
6410 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
6411 algorithm <gc>`.
6412
6413 Code Generator Intrinsics
6414 -------------------------
6415
6416 These intrinsics are provided by LLVM to expose special features that
6417 may only be implemented with code generator support.
6418
6419 '``llvm.returnaddress``' Intrinsic
6420 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6421
6422 Syntax:
6423 """""""
6424
6425 ::
6426
6427       declare i8  *@llvm.returnaddress(i32 <level>)
6428
6429 Overview:
6430 """""""""
6431
6432 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic attempts to compute a
6433 target-specific value indicating the return address of the current
6434 function or one of its callers.
6435
6436 Arguments:
6437 """"""""""
6438
6439 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
6440 address for. Zero indicates the calling function, one indicates its
6441 caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
6442 value.
6443
6444 Semantics:
6445 """"""""""
6446
6447 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic either returns a pointer
6448 indicating the return address of the specified call frame, or zero if it
6449 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
6450 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
6451 used for debugging purposes.
6452
6453 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
6454 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
6455 of the obvious source-language caller.
6456
6457 '``llvm.frameaddress``' Intrinsic
6458 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6459
6460 Syntax:
6461 """""""
6462
6463 ::
6464
6465       declare i8* @llvm.frameaddress(i32 <level>)
6466
6467 Overview:
6468 """""""""
6469
6470 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic attempts to return the
6471 target-specific frame pointer value for the specified stack frame.
6472
6473 Arguments:
6474 """"""""""
6475
6476 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
6477 frame pointer for. Zero indicates the calling function, one indicates
6478 its caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
6479 value.
6480
6481 Semantics:
6482 """"""""""
6483
6484 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic either returns a pointer
6485 indicating the frame address of the specified call frame, or zero if it
6486 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
6487 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
6488 used for debugging purposes.
6489
6490 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
6491 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
6492 of the obvious source-language caller.
6493
6494 .. _int_stacksave:
6495
6496 '``llvm.stacksave``' Intrinsic
6497 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6498
6499 Syntax:
6500 """""""
6501
6502 ::
6503
6504       declare i8* @llvm.stacksave()
6505
6506 Overview:
6507 """""""""
6508
6509 The '``llvm.stacksave``' intrinsic is used to remember the current state
6510 of the function stack, for use with
6511 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. This is useful for
6512 implementing language features like scoped automatic variable sized
6513 arrays in C99.
6514
6515 Semantics:
6516 """"""""""
6517
6518 This intrinsic returns a opaque pointer value that can be passed to
6519 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. When an
6520 ``llvm.stackrestore`` intrinsic is executed with a value saved from
6521 ``llvm.stacksave``, it effectively restores the state of the stack to
6522 the state it was in when the ``llvm.stacksave`` intrinsic executed. In
6523 practice, this pops any :ref:`alloca <i_alloca>` blocks from the stack that
6524 were allocated after the ``llvm.stacksave`` was executed.
6525
6526 .. _int_stackrestore:
6527
6528 '``llvm.stackrestore``' Intrinsic
6529 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6530
6531 Syntax:
6532 """""""
6533
6534 ::
6535
6536       declare void @llvm.stackrestore(i8* %ptr)
6537
6538 Overview:
6539 """""""""
6540
6541 The '``llvm.stackrestore``' intrinsic is used to restore the state of
6542 the function stack to the state it was in when the corresponding
6543 :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` intrinsic executed. This is
6544 useful for implementing language features like scoped automatic variable
6545 sized arrays in C99.
6546
6547 Semantics:
6548 """"""""""
6549
6550 See the description for :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>`.
6551
6552 '``llvm.prefetch``' Intrinsic
6553 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6554
6555 Syntax:
6556 """""""
6557
6558 ::
6559
6560       declare void @llvm.prefetch(i8* <address>, i32 <rw>, i32 <locality>, i32 <cache type>)
6561
6562 Overview:
6563 """""""""
6564
6565 The '``llvm.prefetch``' intrinsic is a hint to the code generator to
6566 insert a prefetch instruction if supported; otherwise, it is a noop.
6567 Prefetches have no effect on the behavior of the program but can change
6568 its performance characteristics.
6569
6570 Arguments:
6571 """"""""""
6572
6573 ``address`` is the address to be prefetched, ``rw`` is the specifier
6574 determining if the fetch should be for a read (0) or write (1), and
6575 ``locality`` is a temporal locality specifier ranging from (0) - no
6576 locality, to (3) - extremely local keep in cache. The ``cache type``
6577 specifies whether the prefetch is performed on the data (1) or
6578 instruction (0) cache. The ``rw``, ``locality`` and ``cache type``
6579 arguments must be constant integers.
6580
6581 Semantics:
6582 """"""""""
6583
6584 This intrinsic does not modify the behavior of the program. In
6585 particular, prefetches cannot trap and do not produce a value. On
6586 targets that support this intrinsic, the prefetch can provide hints to
6587 the processor cache for better performance.
6588
6589 '``llvm.pcmarker``' Intrinsic
6590 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6591
6592 Syntax:
6593 """""""
6594
6595 ::
6596
6597       declare void @llvm.pcmarker(i32 <id>)
6598
6599 Overview:
6600 """""""""
6601
6602 The '``llvm.pcmarker``' intrinsic is a method to export a Program
6603 Counter (PC) in a region of code to simulators and other tools. The
6604 method is target specific, but it is expected that the marker will use
6605 exported symbols to transmit the PC of the marker. The marker makes no
6606 guarantees that it will remain with any specific instruction after
6607 optimizations. It is possible that the presence of a marker will inhibit
6608 optimizations. The intended use is to be inserted after optimizations to
6609 allow correlations of simulation runs.
6610
6611 Arguments:
6612 """"""""""
6613
6614 ``id`` is a numerical id identifying the marker.
6615
6616 Semantics:
6617 """"""""""
6618
6619 This intrinsic does not modify the behavior of the program. Backends
6620 that do not support this intrinsic may ignore it.
6621
6622 '``llvm.readcyclecounter``' Intrinsic
6623 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6624
6625 Syntax:
6626 """""""
6627
6628 ::
6629
6630       declare i64 @llvm.readcyclecounter()
6631
6632 Overview:
6633 """""""""
6634
6635 The '``llvm.readcyclecounter``' intrinsic provides access to the cycle
6636 counter register (or similar low latency, high accuracy clocks) on those
6637 targets that support it. On X86, it should map to RDTSC. On Alpha, it
6638 should map to RPCC. As the backing counters overflow quickly (on the
6639 order of 9 seconds on alpha), this should only be used for small
6640 timings.
6641
6642 Semantics:
6643 """"""""""
6644
6645 When directly supported, reading the cycle counter should not modify any
6646 memory. Implementations are allowed to either return a application
6647 specific value or a system wide value. On backends without support, this
6648 is lowered to a constant 0.
6649
6650 Standard C Library Intrinsics
6651 -----------------------------
6652
6653 LLVM provides intrinsics for a few important standard C library
6654 functions. These intrinsics allow source-language front-ends to pass
6655 information about the alignment of the pointer arguments to the code
6656 generator, providing opportunity for more efficient code generation.
6657
6658 .. _int_memcpy:
6659
6660 '``llvm.memcpy``' Intrinsic
6661 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6662
6663 Syntax:
6664 """""""
6665
6666 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy`` on any
6667 integer bit width and for different address spaces. Not all targets
6668 support all bit widths however.
6669
6670 ::
6671
6672       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
6673                                               i32 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
6674       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
6675                                               i64 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
6676
6677 Overview:
6678 """""""""
6679
6680 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
6681 source location to the destination location.
6682
6683 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memcpy.*``
6684 intrinsics do not return a value, takes extra alignment/isvolatile
6685 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
6686
6687 Arguments:
6688 """"""""""
6689
6690 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
6691 pointer to the source. The third argument is an integer argument
6692 specifying the number of bytes to copy, the fourth argument is the
6693 alignment of the source and destination locations, and the fifth is a
6694 boolean indicating a volatile access.
6695
6696 If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
6697 then the caller guarantees that both the source and destination pointers
6698 are aligned to that boundary.
6699
6700 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memcpy`` call is
6701 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
6702 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
6703
6704 Semantics:
6705 """"""""""
6706
6707 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
6708 source location to the destination location, which are not allowed to
6709 overlap. It copies "len" bytes of memory over. If the argument is known
6710 to be aligned to some boundary, this can be specified as the fourth
6711 argument, otherwise it should be set to 0 or 1.
6712
6713 '``llvm.memmove``' Intrinsic
6714 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6715
6716 Syntax:
6717 """""""
6718
6719 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memmove on any integer
6720 bit width and for different address space. Not all targets support all
6721 bit widths however.
6722
6723 ::
6724
6725       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
6726                                                i32 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
6727       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
6728                                                i64 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
6729
6730 Overview:
6731 """""""""
6732
6733 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics move a block of memory from the
6734 source location to the destination location. It is similar to the
6735 '``llvm.memcpy``' intrinsic but allows the two memory locations to
6736 overlap.
6737
6738 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memmove.*``
6739 intrinsics do not return a value, takes extra alignment/isvolatile
6740 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
6741
6742 Arguments:
6743 """"""""""
6744
6745 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
6746 pointer to the source. The third argument is an integer argument
6747 specifying the number of bytes to copy, the fourth argument is the
6748 alignment of the source and destination locations, and the fifth is a
6749 boolean indicating a volatile access.
6750
6751 If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
6752 then the caller guarantees that the source and destination pointers are
6753 aligned to that boundary.
6754
6755 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memmove`` call
6756 is a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is
6757 not very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
6758
6759 Semantics:
6760 """"""""""
6761
6762 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics copy a block of memory from the
6763 source location to the destination location, which may overlap. It
6764 copies "len" bytes of memory over. If the argument is known to be
6765 aligned to some boundary, this can be specified as the fourth argument,
6766 otherwise it should be set to 0 or 1.
6767
6768 '``llvm.memset.*``' Intrinsics
6769 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6770
6771 Syntax:
6772 """""""
6773
6774 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memset on any integer
6775 bit width and for different address spaces. However, not all targets
6776 support all bit widths.
6777
6778 ::
6779
6780       declare void @llvm.memset.p0i8.i32(i8* <dest>, i8 <val>,
6781                                          i32 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
6782       declare void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* <dest>, i8 <val>,
6783                                          i64 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
6784
6785 Overview:
6786 """""""""
6787
6788 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill a block of memory with a
6789 particular byte value.
6790
6791 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memset``
6792 intrinsic does not return a value and takes extra alignment/volatile
6793 arguments. Also, the destination can be in an arbitrary address space.
6794
6795 Arguments:
6796 """"""""""
6797
6798 The first argument is a pointer to the destination to fill, the second
6799 is the byte value with which to fill it, the third argument is an
6800 integer argument specifying the number of bytes to fill, and the fourth
6801 argument is the known alignment of the destination location.
6802
6803 If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
6804 then the caller guarantees that the destination pointer is aligned to
6805 that boundary.
6806
6807 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memset`` call is
6808 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
6809 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
6810
6811 Semantics:
6812 """"""""""
6813
6814 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill "len" bytes of memory starting
6815 at the destination location. If the argument is known to be aligned to
6816 some boundary, this can be specified as the fourth argument, otherwise
6817 it should be set to 0 or 1.
6818
6819 '``llvm.sqrt.*``' Intrinsic
6820 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6821
6822 Syntax:
6823 """""""
6824
6825 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sqrt`` on any
6826 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
6827 all types however.
6828
6829 ::
6830
6831       declare float     @llvm.sqrt.f32(float %Val)
6832       declare double    @llvm.sqrt.f64(double %Val)
6833       declare x86_fp80  @llvm.sqrt.f80(x86_fp80 %Val)
6834       declare fp128     @llvm.sqrt.f128(fp128 %Val)
6835       declare ppc_fp128 @llvm.sqrt.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
6836
6837 Overview:
6838 """""""""
6839
6840 The '``llvm.sqrt``' intrinsics return the sqrt of the specified operand,
6841 returning the same value as the libm '``sqrt``' functions would. Unlike
6842 ``sqrt`` in libm, however, ``llvm.sqrt`` has undefined behavior for
6843 negative numbers other than -0.0 (which allows for better optimization,
6844 because there is no need to worry about errno being set).
6845 ``llvm.sqrt(-0.0)`` is defined to return -0.0 like IEEE sqrt.
6846
6847 Arguments:
6848 """"""""""
6849
6850 The argument and return value are floating point numbers of the same
6851 type.
6852
6853 Semantics:
6854 """"""""""
6855
6856 This function returns the sqrt of the specified operand if it is a
6857 nonnegative floating point number.
6858
6859 '``llvm.powi.*``' Intrinsic
6860 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6861
6862 Syntax:
6863 """""""
6864
6865 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.powi`` on any
6866 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
6867 all types however.
6868
6869 ::
6870
6871       declare float     @llvm.powi.f32(float  %Val, i32 %power)
6872       declare double    @llvm.powi.f64(double %Val, i32 %power)
6873       declare x86_fp80  @llvm.powi.f80(x86_fp80  %Val, i32 %power)
6874       declare fp128     @llvm.powi.f128(fp128 %Val, i32 %power)
6875       declare ppc_fp128 @llvm.powi.ppcf128(ppc_fp128  %Val, i32 %power)
6876
6877 Overview:
6878 """""""""
6879
6880 The '``llvm.powi.*``' intrinsics return the first operand raised to the
6881 specified (positive or negative) power. The order of evaluation of
6882 multiplications is not defined. When a vector of floating point type is
6883 used, the second argument remains a scalar integer value.
6884
6885 Arguments:
6886 """"""""""
6887
6888 The second argument is an integer power, and the first is a value to
6889 raise to that power.
6890
6891 Semantics:
6892 """"""""""
6893
6894 This function returns the first value raised to the second power with an
6895 unspecified sequence of rounding operations.
6896
6897 '``llvm.sin.*``' Intrinsic
6898 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6899
6900 Syntax:
6901 """""""
6902
6903 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sin`` on any
6904 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
6905 all types however.
6906
6907 ::
6908
6909       declare float     @llvm.sin.f32(float  %Val)
6910       declare double    @llvm.sin.f64(double %Val)
6911       declare x86_fp80  @llvm.sin.f80(x86_fp80  %Val)
6912       declare fp128     @llvm.sin.f128(fp128 %Val)
6913       declare ppc_fp128 @llvm.sin.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
6914
6915 Overview:
6916 """""""""
6917
6918 The '``llvm.sin.*``' intrinsics return the sine of the operand.
6919
6920 Arguments:
6921 """"""""""
6922
6923 The argument and return value are floating point numbers of the same
6924 type.
6925
6926 Semantics:
6927 """"""""""
6928
6929 This function returns the sine of the specified operand, returning the
6930 same values as the libm ``sin`` functions would, and handles error
6931 conditions in the same way.
6932
6933 '``llvm.cos.*``' Intrinsic
6934 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6935
6936 Syntax:
6937 """""""
6938
6939 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cos`` on any
6940 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
6941 all types however.
6942
6943 ::
6944
6945       declare float     @llvm.cos.f32(float  %Val)
6946       declare double    @llvm.cos.f64(double %Val)
6947       declare x86_fp80  @llvm.cos.f80(x86_fp80  %Val)
6948       declare fp128     @llvm.cos.f128(fp128 %Val)
6949       declare ppc_fp128 @llvm.cos.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
6950
6951 Overview:
6952 """""""""
6953
6954 The '``llvm.cos.*``' intrinsics return the cosine of the operand.
6955
6956 Arguments:
6957 """"""""""
6958
6959 The argument and return value are floating point numbers of the same
6960 type.
6961
6962 Semantics:
6963 """"""""""
6964
6965 This function returns the cosine of the specified operand, returning the
6966 same values as the libm ``cos`` functions would, and handles error
6967 conditions in the same way.
6968
6969 '``llvm.pow.*``' Intrinsic
6970 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6971
6972 Syntax:
6973 """""""
6974
6975 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.pow`` on any
6976 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
6977 all types however.
6978
6979 ::
6980
6981       declare float     @llvm.pow.f32(float  %Val, float %Power)
6982       declare double    @llvm.pow.f64(double %Val, double %Power)
6983       declare x86_fp80  @llvm.pow.f80(x86_fp80  %Val, x86_fp80 %Power)
6984       declare fp128     @llvm.pow.f128(fp128 %Val, fp128 %Power)
6985       declare ppc_fp128 @llvm.pow.ppcf128(ppc_fp128  %Val, ppc_fp128 Power)
6986
6987 Overview:
6988 """""""""
6989
6990 The '``llvm.pow.*``' intrinsics return the first operand raised to the
6991 specified (positive or negative) power.
6992
6993 Arguments:
6994 """"""""""
6995
6996 The second argument is a floating point power, and the first is a value
6997 to raise to that power.
6998
6999 Semantics:
7000 """"""""""
7001
7002 This function returns the first value raised to the second power,
7003 returning the same values as the libm ``pow`` functions would, and
7004 handles error conditions in the same way.
7005
7006 '``llvm.exp.*``' Intrinsic
7007 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7008
7009 Syntax:
7010 """""""
7011
7012 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp`` on any
7013 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7014 all types however.
7015
7016 ::
7017
7018       declare float     @llvm.exp.f32(float  %Val)
7019       declare double    @llvm.exp.f64(double %Val)
7020       declare x86_fp80  @llvm.exp.f80(x86_fp80  %Val)
7021       declare fp128     @llvm.exp.f128(fp128 %Val)
7022       declare ppc_fp128 @llvm.exp.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7023
7024 Overview:
7025 """""""""
7026
7027 The '``llvm.exp.*``' intrinsics perform the exp function.
7028
7029 Arguments:
7030 """"""""""
7031
7032 The argument and return value are floating point numbers of the same
7033 type.
7034
7035 Semantics:
7036 """"""""""
7037
7038 This function returns the same values as the libm ``exp`` functions
7039 would, and handles error conditions in the same way.
7040
7041 '``llvm.exp2.*``' Intrinsic
7042 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7043
7044 Syntax:
7045 """""""
7046
7047 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp2`` on any
7048 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7049 all types however.
7050
7051 ::
7052
7053       declare float     @llvm.exp2.f32(float  %Val)
7054       declare double    @llvm.exp2.f64(double %Val)
7055       declare x86_fp80  @llvm.exp2.f80(x86_fp80  %Val)
7056       declare fp128     @llvm.exp2.f128(fp128 %Val)
7057       declare ppc_fp128 @llvm.exp2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7058
7059 Overview:
7060 """""""""
7061
7062 The '``llvm.exp2.*``' intrinsics perform the exp2 function.
7063
7064 Arguments:
7065 """"""""""
7066
7067 The argument and return value are floating point numbers of the same
7068 type.
7069
7070 Semantics:
7071 """"""""""
7072
7073 This function returns the same values as the libm ``exp2`` functions
7074 would, and handles error conditions in the same way.
7075
7076 '``llvm.log.*``' Intrinsic
7077 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7078
7079 Syntax:
7080 """""""
7081
7082 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log`` on any
7083 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7084 all types however.
7085
7086 ::
7087
7088       declare float     @llvm.log.f32(float  %Val)
7089       declare double    @llvm.log.f64(double %Val)
7090       declare x86_fp80  @llvm.log.f80(x86_fp80  %Val)
7091       declare fp128     @llvm.log.f128(fp128 %Val)
7092       declare ppc_fp128 @llvm.log.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7093
7094 Overview:
7095 """""""""
7096
7097 The '``llvm.log.*``' intrinsics perform the log function.
7098
7099 Arguments:
7100 """"""""""
7101
7102 The argument and return value are floating point numbers of the same
7103 type.
7104
7105 Semantics:
7106 """"""""""
7107
7108 This function returns the same values as the libm ``log`` functions
7109 would, and handles error conditions in the same way.
7110
7111 '``llvm.log10.*``' Intrinsic
7112 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7113
7114 Syntax:
7115 """""""
7116
7117 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log10`` on any
7118 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7119 all types however.
7120
7121 ::
7122
7123       declare float     @llvm.log10.f32(float  %Val)
7124       declare double    @llvm.log10.f64(double %Val)
7125       declare x86_fp80  @llvm.log10.f80(x86_fp80  %Val)
7126       declare fp128     @llvm.log10.f128(fp128 %Val)
7127       declare ppc_fp128 @llvm.log10.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7128
7129 Overview:
7130 """""""""
7131
7132 The '``llvm.log10.*``' intrinsics perform the log10 function.
7133
7134 Arguments:
7135 """"""""""
7136
7137 The argument and return value are floating point numbers of the same
7138 type.
7139
7140 Semantics:
7141 """"""""""
7142
7143 This function returns the same values as the libm ``log10`` functions
7144 would, and handles error conditions in the same way.
7145
7146 '``llvm.log2.*``' Intrinsic
7147 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7148
7149 Syntax:
7150 """""""
7151
7152 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log2`` on any
7153 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7154 all types however.
7155
7156 ::
7157
7158       declare float     @llvm.log2.f32(float  %Val)
7159       declare double    @llvm.log2.f64(double %Val)
7160       declare x86_fp80  @llvm.log2.f80(x86_fp80  %Val)
7161       declare fp128     @llvm.log2.f128(fp128 %Val)
7162       declare ppc_fp128 @llvm.log2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7163
7164 Overview:
7165 """""""""
7166
7167 The '``llvm.log2.*``' intrinsics perform the log2 function.
7168
7169 Arguments:
7170 """"""""""
7171
7172 The argument and return value are floating point numbers of the same
7173 type.
7174
7175 Semantics:
7176 """"""""""
7177
7178 This function returns the same values as the libm ``log2`` functions
7179 would, and handles error conditions in the same way.
7180
7181 '``llvm.fma.*``' Intrinsic
7182 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7183
7184 Syntax:
7185 """""""
7186
7187 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fma`` on any
7188 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7189 all types however.
7190
7191 ::
7192
7193       declare float     @llvm.fma.f32(float  %a, float  %b, float  %c)
7194       declare double    @llvm.fma.f64(double %a, double %b, double %c)
7195       declare x86_fp80  @llvm.fma.f80(x86_fp80 %a, x86_fp80 %b, x86_fp80 %c)
7196       declare fp128     @llvm.fma.f128(fp128 %a, fp128 %b, fp128 %c)
7197       declare ppc_fp128 @llvm.fma.ppcf128(ppc_fp128 %a, ppc_fp128 %b, ppc_fp128 %c)
7198
7199 Overview:
7200 """""""""
7201
7202 The '``llvm.fma.*``' intrinsics perform the fused multiply-add
7203 operation.
7204
7205 Arguments:
7206 """"""""""
7207
7208 The argument and return value are floating point numbers of the same
7209 type.
7210
7211 Semantics:
7212 """"""""""
7213
7214 This function returns the same values as the libm ``fma`` functions
7215 would.
7216
7217 '``llvm.fabs.*``' Intrinsic
7218 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7219
7220 Syntax:
7221 """""""
7222
7223 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fabs`` on any
7224 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7225 all types however.
7226
7227 ::
7228
7229       declare float     @llvm.fabs.f32(float  %Val)
7230       declare double    @llvm.fabs.f64(double %Val)
7231       declare x86_fp80  @llvm.fabs.f80(x86_fp80  %Val)
7232       declare fp128     @llvm.fabs.f128(fp128 %Val)
7233       declare ppc_fp128 @llvm.fabs.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7234
7235 Overview:
7236 """""""""
7237
7238 The '``llvm.fabs.*``' intrinsics return the absolute value of the
7239 operand.
7240
7241 Arguments:
7242 """"""""""
7243
7244 The argument and return value are floating point numbers of the same
7245 type.
7246
7247 Semantics:
7248 """"""""""
7249
7250 This function returns the same values as the libm ``fabs`` functions
7251 would, and handles error conditions in the same way.
7252
7253 '``llvm.floor.*``' Intrinsic
7254 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7255
7256 Syntax:
7257 """""""
7258
7259 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.floor`` on any
7260 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7261 all types however.
7262
7263 ::
7264
7265       declare float     @llvm.floor.f32(float  %Val)
7266       declare double    @llvm.floor.f64(double %Val)
7267       declare x86_fp80  @llvm.floor.f80(x86_fp80  %Val)
7268       declare fp128     @llvm.floor.f128(fp128 %Val)
7269       declare ppc_fp128 @llvm.floor.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7270
7271 Overview:
7272 """""""""
7273
7274 The '``llvm.floor.*``' intrinsics return the floor of the operand.
7275
7276 Arguments:
7277 """"""""""
7278
7279 The argument and return value are floating point numbers of the same
7280 type.
7281
7282 Semantics:
7283 """"""""""
7284
7285 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
7286 would, and handles error conditions in the same way.
7287
7288 '``llvm.ceil.*``' Intrinsic
7289 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7290
7291 Syntax:
7292 """""""
7293
7294 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ceil`` on any
7295 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7296 all types however.
7297
7298 ::
7299
7300       declare float     @llvm.ceil.f32(float  %Val)
7301       declare double    @llvm.ceil.f64(double %Val)
7302       declare x86_fp80  @llvm.ceil.f80(x86_fp80  %Val)
7303       declare fp128     @llvm.ceil.f128(fp128 %Val)
7304       declare ppc_fp128 @llvm.ceil.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7305
7306 Overview:
7307 """""""""
7308
7309 The '``llvm.ceil.*``' intrinsics return the ceiling of the operand.
7310
7311 Arguments:
7312 """"""""""
7313
7314 The argument and return value are floating point numbers of the same
7315 type.
7316
7317 Semantics:
7318 """"""""""
7319
7320 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
7321 would, and handles error conditions in the same way.
7322
7323 '``llvm.trunc.*``' Intrinsic
7324 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7325
7326 Syntax:
7327 """""""
7328
7329 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.trunc`` on any
7330 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7331 all types however.
7332
7333 ::
7334
7335       declare float     @llvm.trunc.f32(float  %Val)
7336       declare double    @llvm.trunc.f64(double %Val)
7337       declare x86_fp80  @llvm.trunc.f80(x86_fp80  %Val)
7338       declare fp128     @llvm.trunc.f128(fp128 %Val)
7339       declare ppc_fp128 @llvm.trunc.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7340
7341 Overview:
7342 """""""""
7343
7344 The '``llvm.trunc.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
7345 nearest integer not larger in magnitude than the operand.
7346
7347 Arguments:
7348 """"""""""
7349
7350 The argument and return value are floating point numbers of the same
7351 type.
7352
7353 Semantics:
7354 """"""""""
7355
7356 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
7357 would, and handles error conditions in the same way.
7358
7359 '``llvm.rint.*``' Intrinsic
7360 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7361
7362 Syntax:
7363 """""""
7364
7365 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.rint`` on any
7366 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7367 all types however.
7368
7369 ::
7370
7371       declare float     @llvm.rint.f32(float  %Val)
7372       declare double    @llvm.rint.f64(double %Val)
7373       declare x86_fp80  @llvm.rint.f80(x86_fp80  %Val)
7374       declare fp128     @llvm.rint.f128(fp128 %Val)
7375       declare ppc_fp128 @llvm.rint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7376
7377 Overview:
7378 """""""""
7379
7380 The '``llvm.rint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
7381 nearest integer. It may raise an inexact floating-point exception if the
7382 operand isn't an integer.
7383
7384 Arguments:
7385 """"""""""
7386
7387 The argument and return value are floating point numbers of the same
7388 type.
7389
7390 Semantics:
7391 """"""""""
7392
7393 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
7394 would, and handles error conditions in the same way.
7395
7396 '``llvm.nearbyint.*``' Intrinsic
7397 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7398
7399 Syntax:
7400 """""""
7401
7402 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.nearbyint`` on any
7403 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7404 all types however.
7405
7406 ::
7407
7408       declare float     @llvm.nearbyint.f32(float  %Val)
7409       declare double    @llvm.nearbyint.f64(double %Val)
7410       declare x86_fp80  @llvm.nearbyint.f80(x86_fp80  %Val)
7411       declare fp128     @llvm.nearbyint.f128(fp128 %Val)
7412       declare ppc_fp128 @llvm.nearbyint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7413
7414 Overview:
7415 """""""""
7416
7417 The '``llvm.nearbyint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
7418 nearest integer.
7419
7420 Arguments:
7421 """"""""""
7422
7423 The argument and return value are floating point numbers of the same
7424 type.
7425
7426 Semantics:
7427 """"""""""
7428
7429 This function returns the same values as the libm ``nearbyint``
7430 functions would, and handles error conditions in the same way.
7431
7432 Bit Manipulation Intrinsics
7433 ---------------------------
7434
7435 LLVM provides intrinsics for a few important bit manipulation
7436 operations. These allow efficient code generation for some algorithms.
7437
7438 '``llvm.bswap.*``' Intrinsics
7439 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7440
7441 Syntax:
7442 """""""
7443
7444 This is an overloaded intrinsic function. You can use bswap on any
7445 integer type that is an even number of bytes (i.e. BitWidth % 16 == 0).
7446
7447 ::
7448
7449       declare i16 @llvm.bswap.i16(i16 <id>)
7450       declare i32 @llvm.bswap.i32(i32 <id>)
7451       declare i64 @llvm.bswap.i64(i64 <id>)
7452
7453 Overview:
7454 """""""""
7455
7456 The '``llvm.bswap``' family of intrinsics is used to byte swap integer
7457 values with an even number of bytes (positive multiple of 16 bits).
7458 These are useful for performing operations on data that is not in the
7459 target's native byte order.
7460
7461 Semantics:
7462 """"""""""
7463
7464 The ``llvm.bswap.i16`` intrinsic returns an i16 value that has the high
7465 and low byte of the input i16 swapped. Similarly, the ``llvm.bswap.i32``
7466 intrinsic returns an i32 value that has the four bytes of the input i32
7467 swapped, so that if the input bytes are numbered 0, 1, 2, 3 then the
7468 returned i32 will have its bytes in 3, 2, 1, 0 order. The
7469 ``llvm.bswap.i48``, ``llvm.bswap.i64`` and other intrinsics extend this
7470 concept to additional even-byte lengths (6 bytes, 8 bytes and more,
7471 respectively).
7472
7473 '``llvm.ctpop.*``' Intrinsic
7474 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7475
7476 Syntax:
7477 """""""
7478
7479 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.ctpop on any integer
7480 bit width, or on any vector with integer elements. Not all targets
7481 support all bit widths or vector types, however.
7482
7483 ::
7484
7485       declare i8 @llvm.ctpop.i8(i8  <src>)
7486       declare i16 @llvm.ctpop.i16(i16 <src>)
7487       declare i32 @llvm.ctpop.i32(i32 <src>)
7488       declare i64 @llvm.ctpop.i64(i64 <src>)
7489       declare i256 @llvm.ctpop.i256(i256 <src>)
7490       declare <2 x i32> @llvm.ctpop.v2i32(<2 x i32> <src>)
7491
7492 Overview:
7493 """""""""
7494
7495 The '``llvm.ctpop``' family of intrinsics counts the number of bits set
7496 in a value.
7497
7498 Arguments:
7499 """"""""""
7500
7501 The only argument is the value to be counted. The argument may be of any
7502 integer type, or a vector with integer elements. The return type must
7503 match the argument type.
7504
7505 Semantics:
7506 """"""""""
7507
7508 The '``llvm.ctpop``' intrinsic counts the 1's in a variable, or within
7509 each element of a vector.
7510
7511 '``llvm.ctlz.*``' Intrinsic
7512 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7513
7514 Syntax:
7515 """""""
7516
7517 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ctlz`` on any
7518 integer bit width, or any vector whose elements are integers. Not all
7519 targets support all bit widths or vector types, however.
7520
7521 ::
7522
7523       declare i8   @llvm.ctlz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
7524       declare i16  @llvm.ctlz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
7525       declare i32  @llvm.ctlz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
7526       declare i64  @llvm.ctlz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
7527       declare i256 @llvm.ctlz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
7528       declase <2 x i32> @llvm.ctlz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
7529
7530 Overview:
7531 """""""""
7532
7533 The '``llvm.ctlz``' family of intrinsic functions counts the number of
7534 leading zeros in a variable.
7535
7536 Arguments:
7537 """"""""""
7538
7539 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
7540 any integer type, or a vectory with integer element type. The return
7541 type must match the first argument type.
7542
7543 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
7544 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
7545 defined result. Historically some architectures did not provide a
7546 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
7547 now predicated on avoiding zero-value inputs.
7548
7549 Semantics:
7550 """"""""""
7551
7552 The '``llvm.ctlz``' intrinsic counts the leading (most significant)
7553 zeros in a variable, or within each element of the vector. If
7554 ``src == 0`` then the result is the size in bits of the type of ``src``
7555 if ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
7556 ``llvm.ctlz(i32 2) = 30``.
7557
7558 '``llvm.cttz.*``' Intrinsic
7559 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7560
7561 Syntax:
7562 """""""
7563
7564 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cttz`` on any
7565 integer bit width, or any vector of integer elements. Not all targets
7566 support all bit widths or vector types, however.
7567
7568 ::
7569
7570       declare i8   @llvm.cttz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
7571       declare i16  @llvm.cttz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
7572       declare i32  @llvm.cttz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
7573       declare i64  @llvm.cttz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
7574       declare i256 @llvm.cttz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
7575       declase <2 x i32> @llvm.cttz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
7576
7577 Overview:
7578 """""""""
7579
7580 The '``llvm.cttz``' family of intrinsic functions counts the number of
7581 trailing zeros.
7582
7583 Arguments:
7584 """"""""""
7585
7586 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
7587 any integer type, or a vectory with integer element type. The return
7588 type must match the first argument type.
7589
7590 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
7591 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
7592 defined result. Historically some architectures did not provide a
7593 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
7594 now predicated on avoiding zero-value inputs.
7595
7596 Semantics:
7597 """"""""""
7598
7599 The '``llvm.cttz``' intrinsic counts the trailing (least significant)
7600 zeros in a variable, or within each element of a vector. If ``src == 0``
7601 then the result is the size in bits of the type of ``src`` if
7602 ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
7603 ``llvm.cttz(2) = 1``.
7604
7605 Arithmetic with Overflow Intrinsics
7606 -----------------------------------
7607
7608 LLVM provides intrinsics for some arithmetic with overflow operations.
7609
7610 '``llvm.sadd.with.overflow.*``' Intrinsics
7611 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7612
7613 Syntax:
7614 """""""
7615
7616 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.with.overflow``
7617 on any integer bit width.
7618
7619 ::
7620
7621       declare {i16, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
7622       declare {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
7623       declare {i64, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
7624
7625 Overview:
7626 """""""""
7627
7628 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
7629 a signed addition of the two arguments, and indicate whether an overflow
7630 occurred during the signed summation.
7631
7632 Arguments:
7633 """"""""""
7634
7635 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
7636 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
7637 bit width. The second element of the result structure must be of type
7638 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
7639 addition.
7640
7641 Semantics:
7642 """"""""""
7643
7644 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
7645 a signed addition of the two variables. They return a structure --- the
7646 first element of which is the signed summation, and the second element
7647 of which is a bit specifying if the signed summation resulted in an
7648 overflow.
7649
7650 Examples:
7651 """""""""
7652
7653 .. code-block:: llvm
7654
7655       %res = call {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
7656       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
7657       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
7658       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
7659
7660 '``llvm.uadd.with.overflow.*``' Intrinsics
7661 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7662
7663 Syntax:
7664 """""""
7665
7666 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.with.overflow``
7667 on any integer bit width.
7668
7669 ::
7670
7671       declare {i16, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
7672       declare {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
7673       declare {i64, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
7674
7675 Overview:
7676 """""""""
7677
7678 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
7679 an unsigned addition of the two arguments, and indicate whether a carry
7680 occurred during the unsigned summation.
7681
7682 Arguments:
7683 """"""""""
7684
7685 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
7686 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
7687 bit width. The second element of the result structure must be of type
7688 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
7689 addition.
7690
7691 Semantics:
7692 """"""""""
7693
7694 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
7695 an unsigned addition of the two arguments. They return a structure --- the
7696 first element of which is the sum, and the second element of which is a
7697 bit specifying if the unsigned summation resulted in a carry.
7698
7699 Examples:
7700 """""""""
7701
7702 .. code-block:: llvm
7703
7704       %res = call {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
7705       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
7706       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
7707       br i1 %obit, label %carry, label %normal
7708
7709 '``llvm.ssub.with.overflow.*``' Intrinsics
7710 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7711
7712 Syntax:
7713 """""""
7714
7715 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.with.overflow``
7716 on any integer bit width.
7717
7718 ::
7719
7720       declare {i16, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
7721       declare {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
7722       declare {i64, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
7723
7724 Overview:
7725 """""""""
7726
7727 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
7728 a signed subtraction of the two arguments, and indicate whether an
7729 overflow occurred during the signed subtraction.
7730
7731 Arguments:
7732 """"""""""
7733
7734 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
7735 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
7736 bit width. The second element of the result structure must be of type
7737 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
7738 subtraction.
7739
7740 Semantics:
7741 """"""""""
7742
7743 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
7744 a signed subtraction of the two arguments. They return a structure --- the
7745 first element of which is the subtraction, and the second element of
7746 which is a bit specifying if the signed subtraction resulted in an
7747 overflow.
7748
7749 Examples:
7750 """""""""
7751
7752 .. code-block:: llvm
7753
7754       %res = call {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
7755       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
7756       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
7757       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
7758
7759 '``llvm.usub.with.overflow.*``' Intrinsics
7760 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7761
7762 Syntax:
7763 """""""
7764
7765 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.with.overflow``
7766 on any integer bit width.
7767
7768 ::
7769
7770       declare {i16, i1} @llvm.usub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
7771       declare {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
7772       declare {i64, i1} @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
7773
7774 Overview:
7775 """""""""
7776
7777 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
7778 an unsigned subtraction of the two arguments, and indicate whether an
7779 overflow occurred during the unsigned subtraction.
7780
7781 Arguments:
7782 """"""""""
7783
7784 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
7785 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
7786 bit width. The second element of the result structure must be of type
7787 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
7788 subtraction.
7789
7790 Semantics:
7791 """"""""""
7792
7793 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
7794 an unsigned subtraction of the two arguments. They return a structure ---
7795 the first element of which is the subtraction, and the second element of
7796 which is a bit specifying if the unsigned subtraction resulted in an
7797 overflow.
7798
7799 Examples:
7800 """""""""
7801
7802 .. code-block:: llvm
7803
7804       %res = call {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
7805       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
7806       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
7807       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
7808
7809 '``llvm.smul.with.overflow.*``' Intrinsics
7810 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7811
7812 Syntax:
7813 """""""
7814
7815 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.with.overflow``
7816 on any integer bit width.
7817
7818 ::
7819
7820       declare {i16, i1} @llvm.smul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
7821       declare {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
7822       declare {i64, i1} @llvm.smul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
7823
7824 Overview:
7825 """""""""
7826
7827 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
7828 a signed multiplication of the two arguments, and indicate whether an
7829 overflow occurred during the signed multiplication.
7830
7831 Arguments:
7832 """"""""""
7833
7834 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
7835 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
7836 bit width. The second element of the result structure must be of type
7837 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
7838 multiplication.
7839
7840 Semantics:
7841 """"""""""
7842
7843 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
7844 a signed multiplication of the two arguments. They return a structure ---
7845 the first element of which is the multiplication, and the second element
7846 of which is a bit specifying if the signed multiplication resulted in an
7847 overflow.
7848
7849 Examples:
7850 """""""""
7851
7852 .. code-block:: llvm
7853
7854       %res = call {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
7855       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
7856       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
7857       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
7858
7859 '``llvm.umul.with.overflow.*``' Intrinsics
7860 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7861
7862 Syntax:
7863 """""""
7864
7865 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.with.overflow``
7866 on any integer bit width.
7867
7868 ::
7869
7870       declare {i16, i1} @llvm.umul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
7871       declare {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
7872       declare {i64, i1} @llvm.umul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
7873
7874 Overview:
7875 """""""""
7876
7877 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
7878 a unsigned multiplication of the two arguments, and indicate whether an
7879 overflow occurred during the unsigned multiplication.
7880
7881 Arguments:
7882 """"""""""
7883
7884 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
7885 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
7886 bit width. The second element of the result structure must be of type
7887 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
7888 multiplication.
7889
7890 Semantics:
7891 """"""""""
7892
7893 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
7894 an unsigned multiplication of the two arguments. They return a structure ---
7895 the first element of which is the multiplication, and the second
7896 element of which is a bit specifying if the unsigned multiplication
7897 resulted in an overflow.
7898
7899 Examples:
7900 """""""""
7901
7902 .. code-block:: llvm
7903
7904       %res = call {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
7905       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
7906       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
7907       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
7908
7909 Specialised Arithmetic Intrinsics
7910 ---------------------------------
7911
7912 '``llvm.fmuladd.*``' Intrinsic
7913 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7914
7915 Syntax:
7916 """""""
7917
7918 ::
7919
7920       declare float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c)
7921       declare double @llvm.fmuladd.f64(double %a, double %b, double %c)
7922
7923 Overview:
7924 """""""""
7925
7926 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsic functions represent multiply-add
7927 expressions that can be fused if the code generator determines that (a) the
7928 target instruction set has support for a fused operation, and (b) that the
7929 fused operation is more efficient than the equivalent, separate pair of mul
7930 and add instructions.
7931
7932 Arguments:
7933 """"""""""
7934
7935 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsics each take three arguments: two
7936 multiplicands, a and b, and an addend c.
7937
7938 Semantics:
7939 """"""""""
7940
7941 The expression:
7942
7943 ::
7944
7945       %0 = call float @llvm.fmuladd.f32(%a, %b, %c)
7946
7947 is equivalent to the expression a \* b + c, except that rounding will
7948 not be performed between the multiplication and addition steps if the
7949 code generator fuses the operations. Fusion is not guaranteed, even if
7950 the target platform supports it. If a fused multiply-add is required the
7951 corresponding llvm.fma.\* intrinsic function should be used instead.
7952
7953 Examples:
7954 """""""""
7955
7956 .. code-block:: llvm
7957
7958       %r2 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c) ; yields {float}:r2 = (a * b) + c
7959
7960 Half Precision Floating Point Intrinsics
7961 ----------------------------------------
7962
7963 For most target platforms, half precision floating point is a
7964 storage-only format. This means that it is a dense encoding (in memory)
7965 but does not support computation in the format.
7966
7967 This means that code must first load the half-precision floating point
7968 value as an i16, then convert it to float with
7969 :ref:`llvm.convert.from.fp16 <int_convert_from_fp16>`. Computation can
7970 then be performed on the float value (including extending to double
7971 etc). To store the value back to memory, it is first converted to float
7972 if needed, then converted to i16 with
7973 :ref:`llvm.convert.to.fp16 <int_convert_to_fp16>`, then storing as an
7974 i16 value.
7975
7976 .. _int_convert_to_fp16:
7977
7978 '``llvm.convert.to.fp16``' Intrinsic
7979 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7980
7981 Syntax:
7982 """""""
7983
7984 ::
7985
7986       declare i16 @llvm.convert.to.fp16(f32 %a)
7987
7988 Overview:
7989 """""""""
7990
7991 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion
7992 from single precision floating point format to half precision floating
7993 point format.
7994
7995 Arguments:
7996 """"""""""
7997
7998 The intrinsic function contains single argument - the value to be
7999 converted.
8000
8001 Semantics:
8002 """"""""""
8003
8004 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion
8005 from single precision floating point format to half precision floating
8006 point format. The return value is an ``i16`` which contains the
8007 converted number.
8008
8009 Examples:
8010 """""""""
8011
8012 .. code-block:: llvm
8013
8014       %res = call i16 @llvm.convert.to.fp16(f32 %a)
8015       store i16 %res, i16* @x, align 2
8016
8017 .. _int_convert_from_fp16:
8018
8019 '``llvm.convert.from.fp16``' Intrinsic
8020 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8021
8022 Syntax:
8023 """""""
8024
8025 ::
8026
8027       declare f32 @llvm.convert.from.fp16(i16 %a)
8028
8029 Overview:
8030 """""""""
8031
8032 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
8033 conversion from half precision floating point format to single precision
8034 floating point format.
8035
8036 Arguments:
8037 """"""""""
8038
8039 The intrinsic function contains single argument - the value to be
8040 converted.
8041
8042 Semantics:
8043 """"""""""
8044
8045 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
8046 conversion from half single precision floating point format to single
8047 precision floating point format. The input half-float value is
8048 represented by an ``i16`` value.
8049
8050 Examples:
8051 """""""""
8052
8053 .. code-block:: llvm
8054
8055       %a = load i16* @x, align 2
8056       %res = call f32 @llvm.convert.from.fp16(i16 %a)
8057
8058 Debugger Intrinsics
8059 -------------------
8060
8061 The LLVM debugger intrinsics (which all start with ``llvm.dbg.``
8062 prefix), are described in the `LLVM Source Level
8063 Debugging <SourceLevelDebugging.html#format_common_intrinsics>`_
8064 document.
8065
8066 Exception Handling Intrinsics
8067 -----------------------------
8068
8069 The LLVM exception handling intrinsics (which all start with
8070 ``llvm.eh.`` prefix), are described in the `LLVM Exception
8071 Handling <ExceptionHandling.html#format_common_intrinsics>`_ document.
8072
8073 .. _int_trampoline:
8074
8075 Trampoline Intrinsics
8076 ---------------------
8077
8078 These intrinsics make it possible to excise one parameter, marked with
8079 the :ref:`nest <nest>` attribute, from a function. The result is a
8080 callable function pointer lacking the nest parameter - the caller does
8081 not need to provide a value for it. Instead, the value to use is stored
8082 in advance in a "trampoline", a block of memory usually allocated on the
8083 stack, which also contains code to splice the nest value into the
8084 argument list. This is used to implement the GCC nested function address
8085 extension.
8086
8087 For example, if the function is ``i32 f(i8* nest %c, i32 %x, i32 %y)``
8088 then the resulting function pointer has signature ``i32 (i32, i32)*``.
8089 It can be created as follows:
8090
8091 .. code-block:: llvm
8092
8093       %tramp = alloca [10 x i8], align 4 ; size and alignment only correct for X86
8094       %tramp1 = getelementptr [10 x i8]* %tramp, i32 0, i32 0
8095       call i8* @llvm.init.trampoline(i8* %tramp1, i8* bitcast (i32 (i8*, i32, i32)* @f to i8*), i8* %nval)
8096       %p = call i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* %tramp1)
8097       %fp = bitcast i8* %p to i32 (i32, i32)*
8098
8099 The call ``%val = call i32 %fp(i32 %x, i32 %y)`` is then equivalent to
8100 ``%val = call i32 %f(i8* %nval, i32 %x, i32 %y)``.
8101
8102 .. _int_it:
8103
8104 '``llvm.init.trampoline``' Intrinsic
8105 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8106
8107 Syntax:
8108 """""""
8109
8110 ::
8111
8112       declare void @llvm.init.trampoline(i8* <tramp>, i8* <func>, i8* <nval>)
8113
8114 Overview:
8115 """""""""
8116
8117 This fills the memory pointed to by ``tramp`` with executable code,
8118 turning it into a trampoline.
8119
8120 Arguments:
8121 """"""""""
8122
8123 The ``llvm.init.trampoline`` intrinsic takes three arguments, all
8124 pointers. The ``tramp`` argument must point to a sufficiently large and
8125 sufficiently aligned block of memory; this memory is written to by the
8126 intrinsic. Note that the size and the alignment are target-specific -
8127 LLVM currently provides no portable way of determining them, so a
8128 front-end that generates this intrinsic needs to have some
8129 target-specific knowledge. The ``func`` argument must hold a function
8130 bitcast to an ``i8*``.
8131
8132 Semantics:
8133 """"""""""
8134
8135 The block of memory pointed to by ``tramp`` is filled with target
8136 dependent code, turning it into a function. Then ``tramp`` needs to be
8137 passed to :ref:`llvm.adjust.trampoline <int_at>` to get a pointer which can
8138 be :ref:`bitcast (to a new function) and called <int_trampoline>`. The new
8139 function's signature is the same as that of ``func`` with any arguments
8140 marked with the ``nest`` attribute removed. At most one such ``nest``
8141 argument is allowed, and it must be of pointer type. Calling the new
8142 function is equivalent to calling ``func`` with the same argument list,
8143 but with ``nval`` used for the missing ``nest`` argument. If, after
8144 calling ``llvm.init.trampoline``, the memory pointed to by ``tramp`` is
8145 modified, then the effect of any later call to the returned function
8146 pointer is undefined.
8147
8148 .. _int_at:
8149
8150 '``llvm.adjust.trampoline``' Intrinsic
8151 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8152
8153 Syntax:
8154 """""""
8155
8156 ::
8157
8158       declare i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* <tramp>)
8159
8160 Overview:
8161 """""""""
8162
8163 This performs any required machine-specific adjustment to the address of
8164 a trampoline (passed as ``tramp``).
8165
8166 Arguments:
8167 """"""""""
8168
8169 ``tramp`` must point to a block of memory which already has trampoline
8170 code filled in by a previous call to
8171 :ref:`llvm.init.trampoline <int_it>`.
8172
8173 Semantics:
8174 """"""""""
8175
8176 On some architectures the address of the code to be executed needs to be
8177 different to the address where the trampoline is actually stored. This
8178 intrinsic returns the executable address corresponding to ``tramp``
8179 after performing the required machine specific adjustments. The pointer
8180 returned can then be :ref:`bitcast and executed <int_trampoline>`.
8181
8182 Memory Use Markers
8183 ------------------
8184
8185 This class of intrinsics exists to information about the lifetime of
8186 memory objects and ranges where variables are immutable.
8187
8188 '``llvm.lifetime.start``' Intrinsic
8189 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8190
8191 Syntax:
8192 """""""
8193
8194 ::
8195
8196       declare void @llvm.lifetime.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
8197
8198 Overview:
8199 """""""""
8200
8201 The '``llvm.lifetime.start``' intrinsic specifies the start of a memory
8202 object's lifetime.
8203
8204 Arguments:
8205 """"""""""
8206
8207 The first argument is a constant integer representing the size of the
8208 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
8209 to the object.
8210
8211 Semantics:
8212 """"""""""
8213
8214 This intrinsic indicates that before this point in the code, the value
8215 of the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known
8216 to never be used and has an undefined value. A load from the pointer
8217 that precedes this intrinsic can be replaced with ``'undef'``.
8218
8219 '``llvm.lifetime.end``' Intrinsic
8220 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8221
8222 Syntax:
8223 """""""
8224
8225 ::
8226
8227       declare void @llvm.lifetime.end(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
8228
8229 Overview:
8230 """""""""
8231
8232 The '``llvm.lifetime.end``' intrinsic specifies the end of a memory
8233 object's lifetime.
8234
8235 Arguments:
8236 """"""""""
8237
8238 The first argument is a constant integer representing the size of the
8239 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
8240 to the object.
8241
8242 Semantics:
8243 """"""""""
8244
8245 This intrinsic indicates that after this point in the code, the value of
8246 the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known to
8247 never be used and has an undefined value. Any stores into the memory
8248 object following this intrinsic may be removed as dead.
8249
8250 '``llvm.invariant.start``' Intrinsic
8251 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8252
8253 Syntax:
8254 """""""
8255
8256 ::
8257
8258       declare {}* @llvm.invariant.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
8259
8260 Overview:
8261 """""""""
8262
8263 The '``llvm.invariant.start``' intrinsic specifies that the contents of
8264 a memory object will not change.
8265
8266 Arguments:
8267 """"""""""
8268
8269 The first argument is a constant integer representing the size of the
8270 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
8271 to the object.
8272
8273 Semantics:
8274 """"""""""
8275
8276 This intrinsic indicates that until an ``llvm.invariant.end`` that uses
8277 the return value, the referenced memory location is constant and
8278 unchanging.
8279
8280 '``llvm.invariant.end``' Intrinsic
8281 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8282
8283 Syntax:
8284 """""""
8285
8286 ::
8287
8288       declare void @llvm.invariant.end({}* <start>, i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
8289
8290 Overview:
8291 """""""""
8292
8293 The '``llvm.invariant.end``' intrinsic specifies that the contents of a
8294 memory object are mutable.
8295
8296 Arguments:
8297 """"""""""
8298
8299 The first argument is the matching ``llvm.invariant.start`` intrinsic.
8300 The second argument is a constant integer representing the size of the
8301 object, or -1 if it is variable sized and the third argument is a
8302 pointer to the object.
8303
8304 Semantics:
8305 """"""""""
8306
8307 This intrinsic indicates that the memory is mutable again.
8308
8309 General Intrinsics
8310 ------------------
8311
8312 This class of intrinsics is designed to be generic and has no specific
8313 purpose.
8314
8315 '``llvm.var.annotation``' Intrinsic
8316 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8317
8318 Syntax:
8319 """""""
8320
8321 ::
8322
8323       declare void @llvm.var.annotation(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
8324
8325 Overview:
8326 """""""""
8327
8328 The '``llvm.var.annotation``' intrinsic.
8329
8330 Arguments:
8331 """"""""""
8332
8333 The first argument is a pointer to a value, the second is a pointer to a
8334 global string, the third is a pointer to a global string which is the
8335 source file name, and the last argument is the line number.
8336
8337 Semantics:
8338 """"""""""
8339
8340 This intrinsic allows annotation of local variables with arbitrary
8341 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want
8342 to look for these annotations. These have no other defined use; they are
8343 ignored by code generation and optimization.
8344
8345 '``llvm.annotation.*``' Intrinsic
8346 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8347
8348 Syntax:
8349 """""""
8350
8351 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.annotation``' on
8352 any integer bit width.
8353
8354 ::
8355
8356       declare i8 @llvm.annotation.i8(i8 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
8357       declare i16 @llvm.annotation.i16(i16 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
8358       declare i32 @llvm.annotation.i32(i32 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
8359       declare i64 @llvm.annotation.i64(i64 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
8360       declare i256 @llvm.annotation.i256(i256 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
8361
8362 Overview:
8363 """""""""
8364
8365 The '``llvm.annotation``' intrinsic.
8366
8367 Arguments:
8368 """"""""""
8369
8370 The first argument is an integer value (result of some expression), the
8371 second is a pointer to a global string, the third is a pointer to a
8372 global string which is the source file name, and the last argument is
8373 the line number. It returns the value of the first argument.
8374
8375 Semantics:
8376 """"""""""
8377
8378 This intrinsic allows annotations to be put on arbitrary expressions
8379 with arbitrary strings. This can be useful for special purpose
8380 optimizations that want to look for these annotations. These have no
8381 other defined use; they are ignored by code generation and optimization.
8382
8383 '``llvm.trap``' Intrinsic
8384 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8385
8386 Syntax:
8387 """""""
8388
8389 ::
8390
8391       declare void @llvm.trap() noreturn nounwind
8392
8393 Overview:
8394 """""""""
8395
8396 The '``llvm.trap``' intrinsic.
8397
8398 Arguments:
8399 """"""""""
8400
8401 None.
8402
8403 Semantics:
8404 """"""""""
8405
8406 This intrinsic is lowered to the target dependent trap instruction. If
8407 the target does not have a trap instruction, this intrinsic will be
8408 lowered to a call of the ``abort()`` function.
8409
8410 '``llvm.debugtrap``' Intrinsic
8411 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8412
8413 Syntax:
8414 """""""
8415
8416 ::
8417
8418       declare void @llvm.debugtrap() nounwind
8419
8420 Overview:
8421 """""""""
8422
8423 The '``llvm.debugtrap``' intrinsic.
8424
8425 Arguments:
8426 """"""""""
8427
8428 None.
8429
8430 Semantics:
8431 """"""""""
8432
8433 This intrinsic is lowered to code which is intended to cause an
8434 execution trap with the intention of requesting the attention of a
8435 debugger.
8436
8437 '``llvm.stackprotector``' Intrinsic
8438 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8439
8440 Syntax:
8441 """""""
8442
8443 ::
8444
8445       declare void @llvm.stackprotector(i8* <guard>, i8** <slot>)
8446
8447 Overview:
8448 """""""""
8449
8450 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic takes the ``guard`` and stores it
8451 onto the stack at ``slot``. The stack slot is adjusted to ensure that it
8452 is placed on the stack before local variables.
8453
8454 Arguments:
8455 """"""""""
8456
8457 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic requires two pointer arguments.
8458 The first argument is the value loaded from the stack guard
8459 ``@__stack_chk_guard``. The second variable is an ``alloca`` that has
8460 enough space to hold the value of the guard.
8461
8462 Semantics:
8463 """"""""""
8464
8465 This intrinsic causes the prologue/epilogue inserter to force the
8466 position of the ``AllocaInst`` stack slot to be before local variables
8467 on the stack. This is to ensure that if a local variable on the stack is
8468 overwritten, it will destroy the value of the guard. When the function
8469 exits, the guard on the stack is checked against the original guard. If
8470 they are different, then the program aborts by calling the
8471 ``__stack_chk_fail()`` function.
8472
8473 '``llvm.objectsize``' Intrinsic
8474 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8475
8476 Syntax:
8477 """""""
8478
8479 ::
8480
8481       declare i32 @llvm.objectsize.i32(i8* <object>, i1 <min>)
8482       declare i64 @llvm.objectsize.i64(i8* <object>, i1 <min>)
8483
8484 Overview:
8485 """""""""
8486
8487 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is designed to provide information to
8488 the optimizers to determine at compile time whether a) an operation
8489 (like memcpy) will overflow a buffer that corresponds to an object, or
8490 b) that a runtime check for overflow isn't necessary. An object in this
8491 context means an allocation of a specific class, structure, array, or
8492 other object.
8493
8494 Arguments:
8495 """"""""""
8496
8497 The ``llvm.objectsize`` intrinsic takes two arguments. The first
8498 argument is a pointer to or into the ``object``. The second argument is
8499 a boolean and determines whether ``llvm.objectsize`` returns 0 (if true)
8500 or -1 (if false) when the object size is unknown. The second argument
8501 only accepts constants.
8502
8503 Semantics:
8504 """"""""""
8505
8506 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is lowered to a constant representing
8507 the size of the object concerned. If the size cannot be determined at
8508 compile time, ``llvm.objectsize`` returns ``i32/i64 -1 or 0`` (depending
8509 on the ``min`` argument).
8510
8511 '``llvm.expect``' Intrinsic
8512 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8513
8514 Syntax:
8515 """""""
8516
8517 ::
8518
8519       declare i32 @llvm.expect.i32(i32 <val>, i32 <expected_val>)
8520       declare i64 @llvm.expect.i64(i64 <val>, i64 <expected_val>)
8521
8522 Overview:
8523 """""""""
8524
8525 The ``llvm.expect`` intrinsic provides information about expected (the
8526 most probable) value of ``val``, which can be used by optimizers.
8527
8528 Arguments:
8529 """"""""""
8530
8531 The ``llvm.expect`` intrinsic takes two arguments. The first argument is
8532 a value. The second argument is an expected value, this needs to be a
8533 constant value, variables are not allowed.
8534
8535 Semantics:
8536 """"""""""
8537
8538 This intrinsic is lowered to the ``val``.
8539
8540 '``llvm.donothing``' Intrinsic
8541 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8542
8543 Syntax:
8544 """""""
8545
8546 ::
8547
8548       declare void @llvm.donothing() nounwind readnone
8549
8550 Overview:
8551 """""""""
8552
8553 The ``llvm.donothing`` intrinsic doesn't perform any operation. It's the
8554 only intrinsic that can be called with an invoke instruction.
8555
8556 Arguments:
8557 """"""""""
8558
8559 None.
8560
8561 Semantics:
8562 """"""""""
8563
8564 This intrinsic does nothing, and it's removed by optimizers and ignored
8565 by codegen.