[opaque pointer type] Add textual IR support for explicit type parameter to gep operator
[oota-llvm.git] / docs / LangRef.rst
1 ==============================
2 LLVM Language Reference Manual
3 ==============================
4
5 .. contents::
6    :local:
7    :depth: 4
8
9 Abstract
10 ========
11
12 This document is a reference manual for the LLVM assembly language. LLVM
13 is a Static Single Assignment (SSA) based representation that provides
14 type safety, low-level operations, flexibility, and the capability of
15 representing 'all' high-level languages cleanly. It is the common code
16 representation used throughout all phases of the LLVM compilation
17 strategy.
18
19 Introduction
20 ============
21
22 The LLVM code representation is designed to be used in three different
23 forms: as an in-memory compiler IR, as an on-disk bitcode representation
24 (suitable for fast loading by a Just-In-Time compiler), and as a human
25 readable assembly language representation. This allows LLVM to provide a
26 powerful intermediate representation for efficient compiler
27 transformations and analysis, while providing a natural means to debug
28 and visualize the transformations. The three different forms of LLVM are
29 all equivalent. This document describes the human readable
30 representation and notation.
31
32 The LLVM representation aims to be light-weight and low-level while
33 being expressive, typed, and extensible at the same time. It aims to be
34 a "universal IR" of sorts, by being at a low enough level that
35 high-level ideas may be cleanly mapped to it (similar to how
36 microprocessors are "universal IR's", allowing many source languages to
37 be mapped to them). By providing type information, LLVM can be used as
38 the target of optimizations: for example, through pointer analysis, it
39 can be proven that a C automatic variable is never accessed outside of
40 the current function, allowing it to be promoted to a simple SSA value
41 instead of a memory location.
42
43 .. _wellformed:
44
45 Well-Formedness
46 ---------------
47
48 It is important to note that this document describes 'well formed' LLVM
49 assembly language. There is a difference between what the parser accepts
50 and what is considered 'well formed'. For example, the following
51 instruction is syntactically okay, but not well formed:
52
53 .. code-block:: llvm
54
55     %x = add i32 1, %x
56
57 because the definition of ``%x`` does not dominate all of its uses. The
58 LLVM infrastructure provides a verification pass that may be used to
59 verify that an LLVM module is well formed. This pass is automatically
60 run by the parser after parsing input assembly and by the optimizer
61 before it outputs bitcode. The violations pointed out by the verifier
62 pass indicate bugs in transformation passes or input to the parser.
63
64 .. _identifiers:
65
66 Identifiers
67 ===========
68
69 LLVM identifiers come in two basic types: global and local. Global
70 identifiers (functions, global variables) begin with the ``'@'``
71 character. Local identifiers (register names, types) begin with the
72 ``'%'`` character. Additionally, there are three different formats for
73 identifiers, for different purposes:
74
75 #. Named values are represented as a string of characters with their
76    prefix. For example, ``%foo``, ``@DivisionByZero``,
77    ``%a.really.long.identifier``. The actual regular expression used is
78    '``[%@][-a-zA-Z$._][-a-zA-Z$._0-9]*``'. Identifiers that require other
79    characters in their names can be surrounded with quotes. Special
80    characters may be escaped using ``"\xx"`` where ``xx`` is the ASCII
81    code for the character in hexadecimal. In this way, any character can
82    be used in a name value, even quotes themselves. The ``"\01"`` prefix
83    can be used on global variables to suppress mangling.
84 #. Unnamed values are represented as an unsigned numeric value with
85    their prefix. For example, ``%12``, ``@2``, ``%44``.
86 #. Constants, which are described in the section  Constants_ below.
87
88 LLVM requires that values start with a prefix for two reasons: Compilers
89 don't need to worry about name clashes with reserved words, and the set
90 of reserved words may be expanded in the future without penalty.
91 Additionally, unnamed identifiers allow a compiler to quickly come up
92 with a temporary variable without having to avoid symbol table
93 conflicts.
94
95 Reserved words in LLVM are very similar to reserved words in other
96 languages. There are keywords for different opcodes ('``add``',
97 '``bitcast``', '``ret``', etc...), for primitive type names ('``void``',
98 '``i32``', etc...), and others. These reserved words cannot conflict
99 with variable names, because none of them start with a prefix character
100 (``'%'`` or ``'@'``).
101
102 Here is an example of LLVM code to multiply the integer variable
103 '``%X``' by 8:
104
105 The easy way:
106
107 .. code-block:: llvm
108
109     %result = mul i32 %X, 8
110
111 After strength reduction:
112
113 .. code-block:: llvm
114
115     %result = shl i32 %X, 3
116
117 And the hard way:
118
119 .. code-block:: llvm
120
121     %0 = add i32 %X, %X           ; yields i32:%0
122     %1 = add i32 %0, %0           ; yields i32:%1
123     %result = add i32 %1, %1
124
125 This last way of multiplying ``%X`` by 8 illustrates several important
126 lexical features of LLVM:
127
128 #. Comments are delimited with a '``;``' and go until the end of line.
129 #. Unnamed temporaries are created when the result of a computation is
130    not assigned to a named value.
131 #. Unnamed temporaries are numbered sequentially (using a per-function
132    incrementing counter, starting with 0). Note that basic blocks and unnamed
133    function parameters are included in this numbering. For example, if the
134    entry basic block is not given a label name and all function parameters are
135    named, then it will get number 0.
136
137 It also shows a convention that we follow in this document. When
138 demonstrating instructions, we will follow an instruction with a comment
139 that defines the type and name of value produced.
140
141 High Level Structure
142 ====================
143
144 Module Structure
145 ----------------
146
147 LLVM programs are composed of ``Module``'s, each of which is a
148 translation unit of the input programs. Each module consists of
149 functions, global variables, and symbol table entries. Modules may be
150 combined together with the LLVM linker, which merges function (and
151 global variable) definitions, resolves forward declarations, and merges
152 symbol table entries. Here is an example of the "hello world" module:
153
154 .. code-block:: llvm
155
156     ; Declare the string constant as a global constant.
157     @.str = private unnamed_addr constant [13 x i8] c"hello world\0A\00"
158
159     ; External declaration of the puts function
160     declare i32 @puts(i8* nocapture) nounwind
161
162     ; Definition of main function
163     define i32 @main() {   ; i32()*
164       ; Convert [13 x i8]* to i8  *...
165       %cast210 = getelementptr [13 x i8], [13 x i8]* @.str, i64 0, i64 0
166
167       ; Call puts function to write out the string to stdout.
168       call i32 @puts(i8* %cast210)
169       ret i32 0
170     }
171
172     ; Named metadata
173     !0 = !{i32 42, null, !"string"}
174     !foo = !{!0}
175
176 This example is made up of a :ref:`global variable <globalvars>` named
177 "``.str``", an external declaration of the "``puts``" function, a
178 :ref:`function definition <functionstructure>` for "``main``" and
179 :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` "``foo``".
180
181 In general, a module is made up of a list of global values (where both
182 functions and global variables are global values). Global values are
183 represented by a pointer to a memory location (in this case, a pointer
184 to an array of char, and a pointer to a function), and have one of the
185 following :ref:`linkage types <linkage>`.
186
187 .. _linkage:
188
189 Linkage Types
190 -------------
191
192 All Global Variables and Functions have one of the following types of
193 linkage:
194
195 ``private``
196     Global values with "``private``" linkage are only directly
197     accessible by objects in the current module. In particular, linking
198     code into a module with an private global value may cause the
199     private to be renamed as necessary to avoid collisions. Because the
200     symbol is private to the module, all references can be updated. This
201     doesn't show up in any symbol table in the object file.
202 ``internal``
203     Similar to private, but the value shows as a local symbol
204     (``STB_LOCAL`` in the case of ELF) in the object file. This
205     corresponds to the notion of the '``static``' keyword in C.
206 ``available_externally``
207     Globals with "``available_externally``" linkage are never emitted
208     into the object file corresponding to the LLVM module. They exist to
209     allow inlining and other optimizations to take place given knowledge
210     of the definition of the global, which is known to be somewhere
211     outside the module. Globals with ``available_externally`` linkage
212     are allowed to be discarded at will, and are otherwise the same as
213     ``linkonce_odr``. This linkage type is only allowed on definitions,
214     not declarations.
215 ``linkonce``
216     Globals with "``linkonce``" linkage are merged with other globals of
217     the same name when linkage occurs. This can be used to implement
218     some forms of inline functions, templates, or other code which must
219     be generated in each translation unit that uses it, but where the
220     body may be overridden with a more definitive definition later.
221     Unreferenced ``linkonce`` globals are allowed to be discarded. Note
222     that ``linkonce`` linkage does not actually allow the optimizer to
223     inline the body of this function into callers because it doesn't
224     know if this definition of the function is the definitive definition
225     within the program or whether it will be overridden by a stronger
226     definition. To enable inlining and other optimizations, use
227     "``linkonce_odr``" linkage.
228 ``weak``
229     "``weak``" linkage has the same merging semantics as ``linkonce``
230     linkage, except that unreferenced globals with ``weak`` linkage may
231     not be discarded. This is used for globals that are declared "weak"
232     in C source code.
233 ``common``
234     "``common``" linkage is most similar to "``weak``" linkage, but they
235     are used for tentative definitions in C, such as "``int X;``" at
236     global scope. Symbols with "``common``" linkage are merged in the
237     same way as ``weak symbols``, and they may not be deleted if
238     unreferenced. ``common`` symbols may not have an explicit section,
239     must have a zero initializer, and may not be marked
240     ':ref:`constant <globalvars>`'. Functions and aliases may not have
241     common linkage.
242
243 .. _linkage_appending:
244
245 ``appending``
246     "``appending``" linkage may only be applied to global variables of
247     pointer to array type. When two global variables with appending
248     linkage are linked together, the two global arrays are appended
249     together. This is the LLVM, typesafe, equivalent of having the
250     system linker append together "sections" with identical names when
251     .o files are linked.
252 ``extern_weak``
253     The semantics of this linkage follow the ELF object file model: the
254     symbol is weak until linked, if not linked, the symbol becomes null
255     instead of being an undefined reference.
256 ``linkonce_odr``, ``weak_odr``
257     Some languages allow differing globals to be merged, such as two
258     functions with different semantics. Other languages, such as
259     ``C++``, ensure that only equivalent globals are ever merged (the
260     "one definition rule" --- "ODR").  Such languages can use the
261     ``linkonce_odr`` and ``weak_odr`` linkage types to indicate that the
262     global will only be merged with equivalent globals. These linkage
263     types are otherwise the same as their non-``odr`` versions.
264 ``external``
265     If none of the above identifiers are used, the global is externally
266     visible, meaning that it participates in linkage and can be used to
267     resolve external symbol references.
268
269 It is illegal for a function *declaration* to have any linkage type
270 other than ``external`` or ``extern_weak``.
271
272 .. _callingconv:
273
274 Calling Conventions
275 -------------------
276
277 LLVM :ref:`functions <functionstructure>`, :ref:`calls <i_call>` and
278 :ref:`invokes <i_invoke>` can all have an optional calling convention
279 specified for the call. The calling convention of any pair of dynamic
280 caller/callee must match, or the behavior of the program is undefined.
281 The following calling conventions are supported by LLVM, and more may be
282 added in the future:
283
284 "``ccc``" - The C calling convention
285     This calling convention (the default if no other calling convention
286     is specified) matches the target C calling conventions. This calling
287     convention supports varargs function calls and tolerates some
288     mismatch in the declared prototype and implemented declaration of
289     the function (as does normal C).
290 "``fastcc``" - The fast calling convention
291     This calling convention attempts to make calls as fast as possible
292     (e.g. by passing things in registers). This calling convention
293     allows the target to use whatever tricks it wants to produce fast
294     code for the target, without having to conform to an externally
295     specified ABI (Application Binary Interface). `Tail calls can only
296     be optimized when this, the GHC or the HiPE convention is
297     used. <CodeGenerator.html#id80>`_ This calling convention does not
298     support varargs and requires the prototype of all callees to exactly
299     match the prototype of the function definition.
300 "``coldcc``" - The cold calling convention
301     This calling convention attempts to make code in the caller as
302     efficient as possible under the assumption that the call is not
303     commonly executed. As such, these calls often preserve all registers
304     so that the call does not break any live ranges in the caller side.
305     This calling convention does not support varargs and requires the
306     prototype of all callees to exactly match the prototype of the
307     function definition. Furthermore the inliner doesn't consider such function
308     calls for inlining.
309 "``cc 10``" - GHC convention
310     This calling convention has been implemented specifically for use by
311     the `Glasgow Haskell Compiler (GHC) <http://www.haskell.org/ghc>`_.
312     It passes everything in registers, going to extremes to achieve this
313     by disabling callee save registers. This calling convention should
314     not be used lightly but only for specific situations such as an
315     alternative to the *register pinning* performance technique often
316     used when implementing functional programming languages. At the
317     moment only X86 supports this convention and it has the following
318     limitations:
319
320     -  On *X86-32* only supports up to 4 bit type parameters. No
321        floating point types are supported.
322     -  On *X86-64* only supports up to 10 bit type parameters and 6
323        floating point parameters.
324
325     This calling convention supports `tail call
326     optimization <CodeGenerator.html#id80>`_ but requires both the
327     caller and callee are using it.
328 "``cc 11``" - The HiPE calling convention
329     This calling convention has been implemented specifically for use by
330     the `High-Performance Erlang
331     (HiPE) <http://www.it.uu.se/research/group/hipe/>`_ compiler, *the*
332     native code compiler of the `Ericsson's Open Source Erlang/OTP
333     system <http://www.erlang.org/download.shtml>`_. It uses more
334     registers for argument passing than the ordinary C calling
335     convention and defines no callee-saved registers. The calling
336     convention properly supports `tail call
337     optimization <CodeGenerator.html#id80>`_ but requires that both the
338     caller and the callee use it. It uses a *register pinning*
339     mechanism, similar to GHC's convention, for keeping frequently
340     accessed runtime components pinned to specific hardware registers.
341     At the moment only X86 supports this convention (both 32 and 64
342     bit).
343 "``webkit_jscc``" - WebKit's JavaScript calling convention
344     This calling convention has been implemented for `WebKit FTL JIT
345     <https://trac.webkit.org/wiki/FTLJIT>`_. It passes arguments on the
346     stack right to left (as cdecl does), and returns a value in the
347     platform's customary return register.
348 "``anyregcc``" - Dynamic calling convention for code patching
349     This is a special convention that supports patching an arbitrary code
350     sequence in place of a call site. This convention forces the call
351     arguments into registers but allows them to be dynamcially
352     allocated. This can currently only be used with calls to
353     llvm.experimental.patchpoint because only this intrinsic records
354     the location of its arguments in a side table. See :doc:`StackMaps`.
355 "``preserve_mostcc``" - The `PreserveMost` calling convention
356     This calling convention attempts to make the code in the caller as little
357     intrusive as possible. This calling convention behaves identical to the `C`
358     calling convention on how arguments and return values are passed, but it
359     uses a different set of caller/callee-saved registers. This alleviates the
360     burden of saving and recovering a large register set before and after the
361     call in the caller. If the arguments are passed in callee-saved registers,
362     then they will be preserved by the callee across the call. This doesn't
363     apply for values returned in callee-saved registers.
364
365     - On X86-64 the callee preserves all general purpose registers, except for
366       R11. R11 can be used as a scratch register. Floating-point registers
367       (XMMs/YMMs) are not preserved and need to be saved by the caller.
368
369     The idea behind this convention is to support calls to runtime functions
370     that have a hot path and a cold path. The hot path is usually a small piece
371     of code that doesn't use many registers. The cold path might need to call out to
372     another function and therefore only needs to preserve the caller-saved
373     registers, which haven't already been saved by the caller. The
374     `PreserveMost` calling convention is very similar to the `cold` calling
375     convention in terms of caller/callee-saved registers, but they are used for
376     different types of function calls. `coldcc` is for function calls that are
377     rarely executed, whereas `preserve_mostcc` function calls are intended to be
378     on the hot path and definitely executed a lot. Furthermore `preserve_mostcc`
379     doesn't prevent the inliner from inlining the function call.
380
381     This calling convention will be used by a future version of the ObjectiveC
382     runtime and should therefore still be considered experimental at this time.
383     Although this convention was created to optimize certain runtime calls to
384     the ObjectiveC runtime, it is not limited to this runtime and might be used
385     by other runtimes in the future too. The current implementation only
386     supports X86-64, but the intention is to support more architectures in the
387     future.
388 "``preserve_allcc``" - The `PreserveAll` calling convention
389     This calling convention attempts to make the code in the caller even less
390     intrusive than the `PreserveMost` calling convention. This calling
391     convention also behaves identical to the `C` calling convention on how
392     arguments and return values are passed, but it uses a different set of
393     caller/callee-saved registers. This removes the burden of saving and
394     recovering a large register set before and after the call in the caller. If
395     the arguments are passed in callee-saved registers, then they will be
396     preserved by the callee across the call. This doesn't apply for values
397     returned in callee-saved registers.
398
399     - On X86-64 the callee preserves all general purpose registers, except for
400       R11. R11 can be used as a scratch register. Furthermore it also preserves
401       all floating-point registers (XMMs/YMMs).
402
403     The idea behind this convention is to support calls to runtime functions
404     that don't need to call out to any other functions.
405
406     This calling convention, like the `PreserveMost` calling convention, will be
407     used by a future version of the ObjectiveC runtime and should be considered
408     experimental at this time.
409 "``cc <n>``" - Numbered convention
410     Any calling convention may be specified by number, allowing
411     target-specific calling conventions to be used. Target specific
412     calling conventions start at 64.
413
414 More calling conventions can be added/defined on an as-needed basis, to
415 support Pascal conventions or any other well-known target-independent
416 convention.
417
418 .. _visibilitystyles:
419
420 Visibility Styles
421 -----------------
422
423 All Global Variables and Functions have one of the following visibility
424 styles:
425
426 "``default``" - Default style
427     On targets that use the ELF object file format, default visibility
428     means that the declaration is visible to other modules and, in
429     shared libraries, means that the declared entity may be overridden.
430     On Darwin, default visibility means that the declaration is visible
431     to other modules. Default visibility corresponds to "external
432     linkage" in the language.
433 "``hidden``" - Hidden style
434     Two declarations of an object with hidden visibility refer to the
435     same object if they are in the same shared object. Usually, hidden
436     visibility indicates that the symbol will not be placed into the
437     dynamic symbol table, so no other module (executable or shared
438     library) can reference it directly.
439 "``protected``" - Protected style
440     On ELF, protected visibility indicates that the symbol will be
441     placed in the dynamic symbol table, but that references within the
442     defining module will bind to the local symbol. That is, the symbol
443     cannot be overridden by another module.
444
445 A symbol with ``internal`` or ``private`` linkage must have ``default``
446 visibility.
447
448 .. _dllstorageclass:
449
450 DLL Storage Classes
451 -------------------
452
453 All Global Variables, Functions and Aliases can have one of the following
454 DLL storage class:
455
456 ``dllimport``
457     "``dllimport``" causes the compiler to reference a function or variable via
458     a global pointer to a pointer that is set up by the DLL exporting the
459     symbol. On Microsoft Windows targets, the pointer name is formed by
460     combining ``__imp_`` and the function or variable name.
461 ``dllexport``
462     "``dllexport``" causes the compiler to provide a global pointer to a pointer
463     in a DLL, so that it can be referenced with the ``dllimport`` attribute. On
464     Microsoft Windows targets, the pointer name is formed by combining
465     ``__imp_`` and the function or variable name. Since this storage class
466     exists for defining a dll interface, the compiler, assembler and linker know
467     it is externally referenced and must refrain from deleting the symbol.
468
469 .. _tls_model:
470
471 Thread Local Storage Models
472 ---------------------------
473
474 A variable may be defined as ``thread_local``, which means that it will
475 not be shared by threads (each thread will have a separated copy of the
476 variable). Not all targets support thread-local variables. Optionally, a
477 TLS model may be specified:
478
479 ``localdynamic``
480     For variables that are only used within the current shared library.
481 ``initialexec``
482     For variables in modules that will not be loaded dynamically.
483 ``localexec``
484     For variables defined in the executable and only used within it.
485
486 If no explicit model is given, the "general dynamic" model is used.
487
488 The models correspond to the ELF TLS models; see `ELF Handling For
489 Thread-Local Storage <http://people.redhat.com/drepper/tls.pdf>`_ for
490 more information on under which circumstances the different models may
491 be used. The target may choose a different TLS model if the specified
492 model is not supported, or if a better choice of model can be made.
493
494 A model can also be specified in a alias, but then it only governs how
495 the alias is accessed. It will not have any effect in the aliasee.
496
497 .. _namedtypes:
498
499 Structure Types
500 ---------------
501
502 LLVM IR allows you to specify both "identified" and "literal" :ref:`structure
503 types <t_struct>`.  Literal types are uniqued structurally, but identified types
504 are never uniqued.  An :ref:`opaque structural type <t_opaque>` can also be used
505 to forward declare a type that is not yet available.
506
507 An example of a identified structure specification is:
508
509 .. code-block:: llvm
510
511     %mytype = type { %mytype*, i32 }
512
513 Prior to the LLVM 3.0 release, identified types were structurally uniqued.  Only
514 literal types are uniqued in recent versions of LLVM.
515
516 .. _globalvars:
517
518 Global Variables
519 ----------------
520
521 Global variables define regions of memory allocated at compilation time
522 instead of run-time.
523
524 Global variable definitions must be initialized.
525
526 Global variables in other translation units can also be declared, in which
527 case they don't have an initializer.
528
529 Either global variable definitions or declarations may have an explicit section
530 to be placed in and may have an optional explicit alignment specified.
531
532 A variable may be defined as a global ``constant``, which indicates that
533 the contents of the variable will **never** be modified (enabling better
534 optimization, allowing the global data to be placed in the read-only
535 section of an executable, etc). Note that variables that need runtime
536 initialization cannot be marked ``constant`` as there is a store to the
537 variable.
538
539 LLVM explicitly allows *declarations* of global variables to be marked
540 constant, even if the final definition of the global is not. This
541 capability can be used to enable slightly better optimization of the
542 program, but requires the language definition to guarantee that
543 optimizations based on the 'constantness' are valid for the translation
544 units that do not include the definition.
545
546 As SSA values, global variables define pointer values that are in scope
547 (i.e. they dominate) all basic blocks in the program. Global variables
548 always define a pointer to their "content" type because they describe a
549 region of memory, and all memory objects in LLVM are accessed through
550 pointers.
551
552 Global variables can be marked with ``unnamed_addr`` which indicates
553 that the address is not significant, only the content. Constants marked
554 like this can be merged with other constants if they have the same
555 initializer. Note that a constant with significant address *can* be
556 merged with a ``unnamed_addr`` constant, the result being a constant
557 whose address is significant.
558
559 A global variable may be declared to reside in a target-specific
560 numbered address space. For targets that support them, address spaces
561 may affect how optimizations are performed and/or what target
562 instructions are used to access the variable. The default address space
563 is zero. The address space qualifier must precede any other attributes.
564
565 LLVM allows an explicit section to be specified for globals. If the
566 target supports it, it will emit globals to the section specified.
567 Additionally, the global can placed in a comdat if the target has the necessary
568 support.
569
570 By default, global initializers are optimized by assuming that global
571 variables defined within the module are not modified from their
572 initial values before the start of the global initializer.  This is
573 true even for variables potentially accessible from outside the
574 module, including those with external linkage or appearing in
575 ``@llvm.used`` or dllexported variables. This assumption may be suppressed
576 by marking the variable with ``externally_initialized``.
577
578 An explicit alignment may be specified for a global, which must be a
579 power of 2. If not present, or if the alignment is set to zero, the
580 alignment of the global is set by the target to whatever it feels
581 convenient. If an explicit alignment is specified, the global is forced
582 to have exactly that alignment. Targets and optimizers are not allowed
583 to over-align the global if the global has an assigned section. In this
584 case, the extra alignment could be observable: for example, code could
585 assume that the globals are densely packed in their section and try to
586 iterate over them as an array, alignment padding would break this
587 iteration. The maximum alignment is ``1 << 29``.
588
589 Globals can also have a :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`.
590
591 Variables and aliases can have a
592 :ref:`Thread Local Storage Model <tls_model>`.
593
594 Syntax::
595
596     [@<GlobalVarName> =] [Linkage] [Visibility] [DLLStorageClass] [ThreadLocal]
597                          [unnamed_addr] [AddrSpace] [ExternallyInitialized]
598                          <global | constant> <Type> [<InitializerConstant>]
599                          [, section "name"] [, comdat [($name)]]
600                          [, align <Alignment>]
601
602 For example, the following defines a global in a numbered address space
603 with an initializer, section, and alignment:
604
605 .. code-block:: llvm
606
607     @G = addrspace(5) constant float 1.0, section "foo", align 4
608
609 The following example just declares a global variable
610
611 .. code-block:: llvm
612
613    @G = external global i32
614
615 The following example defines a thread-local global with the
616 ``initialexec`` TLS model:
617
618 .. code-block:: llvm
619
620     @G = thread_local(initialexec) global i32 0, align 4
621
622 .. _functionstructure:
623
624 Functions
625 ---------
626
627 LLVM function definitions consist of the "``define``" keyword, an
628 optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional :ref:`visibility
629 style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`,
630 an optional :ref:`calling convention <callingconv>`,
631 an optional ``unnamed_addr`` attribute, a return type, an optional
632 :ref:`parameter attribute <paramattrs>` for the return type, a function
633 name, a (possibly empty) argument list (each with optional :ref:`parameter
634 attributes <paramattrs>`), optional :ref:`function attributes <fnattrs>`,
635 an optional section, an optional alignment,
636 an optional :ref:`comdat <langref_comdats>`,
637 an optional :ref:`garbage collector name <gc>`, an optional :ref:`prefix <prefixdata>`,
638 an optional :ref:`prologue <prologuedata>`, an opening
639 curly brace, a list of basic blocks, and a closing curly brace.
640
641 LLVM function declarations consist of the "``declare``" keyword, an
642 optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional :ref:`visibility
643 style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`,
644 an optional :ref:`calling convention <callingconv>`,
645 an optional ``unnamed_addr`` attribute, a return type, an optional
646 :ref:`parameter attribute <paramattrs>` for the return type, a function
647 name, a possibly empty list of arguments, an optional alignment, an optional
648 :ref:`garbage collector name <gc>`, an optional :ref:`prefix <prefixdata>`,
649 and an optional :ref:`prologue <prologuedata>`.
650
651 A function definition contains a list of basic blocks, forming the CFG (Control
652 Flow Graph) for the function. Each basic block may optionally start with a label
653 (giving the basic block a symbol table entry), contains a list of instructions,
654 and ends with a :ref:`terminator <terminators>` instruction (such as a branch or
655 function return). If an explicit label is not provided, a block is assigned an
656 implicit numbered label, using the next value from the same counter as used for
657 unnamed temporaries (:ref:`see above<identifiers>`). For example, if a function
658 entry block does not have an explicit label, it will be assigned label "%0",
659 then the first unnamed temporary in that block will be "%1", etc.
660
661 The first basic block in a function is special in two ways: it is
662 immediately executed on entrance to the function, and it is not allowed
663 to have predecessor basic blocks (i.e. there can not be any branches to
664 the entry block of a function). Because the block can have no
665 predecessors, it also cannot have any :ref:`PHI nodes <i_phi>`.
666
667 LLVM allows an explicit section to be specified for functions. If the
668 target supports it, it will emit functions to the section specified.
669 Additionally, the function can be placed in a COMDAT.
670
671 An explicit alignment may be specified for a function. If not present,
672 or if the alignment is set to zero, the alignment of the function is set
673 by the target to whatever it feels convenient. If an explicit alignment
674 is specified, the function is forced to have at least that much
675 alignment. All alignments must be a power of 2.
676
677 If the ``unnamed_addr`` attribute is given, the address is known to not
678 be significant and two identical functions can be merged.
679
680 Syntax::
681
682     define [linkage] [visibility] [DLLStorageClass]
683            [cconv] [ret attrs]
684            <ResultType> @<FunctionName> ([argument list])
685            [unnamed_addr] [fn Attrs] [section "name"] [comdat [($name)]]
686            [align N] [gc] [prefix Constant] [prologue Constant] { ... }
687
688 The argument list is a comma seperated sequence of arguments where each
689 argument is of the following form
690
691 Syntax::
692
693    <type> [parameter Attrs] [name]
694
695
696 .. _langref_aliases:
697
698 Aliases
699 -------
700
701 Aliases, unlike function or variables, don't create any new data. They
702 are just a new symbol and metadata for an existing position.
703
704 Aliases have a name and an aliasee that is either a global value or a
705 constant expression.
706
707 Aliases may have an optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional
708 :ref:`visibility style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class
709 <dllstorageclass>` and an optional :ref:`tls model <tls_model>`.
710
711 Syntax::
712
713     @<Name> = [Linkage] [Visibility] [DLLStorageClass] [ThreadLocal] [unnamed_addr] alias <AliaseeTy> @<Aliasee>
714
715 The linkage must be one of ``private``, ``internal``, ``linkonce``, ``weak``,
716 ``linkonce_odr``, ``weak_odr``, ``external``. Note that some system linkers
717 might not correctly handle dropping a weak symbol that is aliased.
718
719 Aliases that are not ``unnamed_addr`` are guaranteed to have the same address as
720 the aliasee expression. ``unnamed_addr`` ones are only guaranteed to point
721 to the same content.
722
723 Since aliases are only a second name, some restrictions apply, of which
724 some can only be checked when producing an object file:
725
726 * The expression defining the aliasee must be computable at assembly
727   time. Since it is just a name, no relocations can be used.
728
729 * No alias in the expression can be weak as the possibility of the
730   intermediate alias being overridden cannot be represented in an
731   object file.
732
733 * No global value in the expression can be a declaration, since that
734   would require a relocation, which is not possible.
735
736 .. _langref_comdats:
737
738 Comdats
739 -------
740
741 Comdat IR provides access to COFF and ELF object file COMDAT functionality.
742
743 Comdats have a name which represents the COMDAT key.  All global objects that
744 specify this key will only end up in the final object file if the linker chooses
745 that key over some other key.  Aliases are placed in the same COMDAT that their
746 aliasee computes to, if any.
747
748 Comdats have a selection kind to provide input on how the linker should
749 choose between keys in two different object files.
750
751 Syntax::
752
753     $<Name> = comdat SelectionKind
754
755 The selection kind must be one of the following:
756
757 ``any``
758     The linker may choose any COMDAT key, the choice is arbitrary.
759 ``exactmatch``
760     The linker may choose any COMDAT key but the sections must contain the
761     same data.
762 ``largest``
763     The linker will choose the section containing the largest COMDAT key.
764 ``noduplicates``
765     The linker requires that only section with this COMDAT key exist.
766 ``samesize``
767     The linker may choose any COMDAT key but the sections must contain the
768     same amount of data.
769
770 Note that the Mach-O platform doesn't support COMDATs and ELF only supports
771 ``any`` as a selection kind.
772
773 Here is an example of a COMDAT group where a function will only be selected if
774 the COMDAT key's section is the largest:
775
776 .. code-block:: llvm
777
778    $foo = comdat largest
779    @foo = global i32 2, comdat($foo)
780
781    define void @bar() comdat($foo) {
782      ret void
783    }
784
785 As a syntactic sugar the ``$name`` can be omitted if the name is the same as
786 the global name:
787
788 .. code-block:: llvm
789
790   $foo = comdat any
791   @foo = global i32 2, comdat
792
793
794 In a COFF object file, this will create a COMDAT section with selection kind
795 ``IMAGE_COMDAT_SELECT_LARGEST`` containing the contents of the ``@foo`` symbol
796 and another COMDAT section with selection kind
797 ``IMAGE_COMDAT_SELECT_ASSOCIATIVE`` which is associated with the first COMDAT
798 section and contains the contents of the ``@bar`` symbol.
799
800 There are some restrictions on the properties of the global object.
801 It, or an alias to it, must have the same name as the COMDAT group when
802 targeting COFF.
803 The contents and size of this object may be used during link-time to determine
804 which COMDAT groups get selected depending on the selection kind.
805 Because the name of the object must match the name of the COMDAT group, the
806 linkage of the global object must not be local; local symbols can get renamed
807 if a collision occurs in the symbol table.
808
809 The combined use of COMDATS and section attributes may yield surprising results.
810 For example:
811
812 .. code-block:: llvm
813
814    $foo = comdat any
815    $bar = comdat any
816    @g1 = global i32 42, section "sec", comdat($foo)
817    @g2 = global i32 42, section "sec", comdat($bar)
818
819 From the object file perspective, this requires the creation of two sections
820 with the same name.  This is necessary because both globals belong to different
821 COMDAT groups and COMDATs, at the object file level, are represented by
822 sections.
823
824 Note that certain IR constructs like global variables and functions may create
825 COMDATs in the object file in addition to any which are specified using COMDAT
826 IR.  This arises, for example, when a global variable has linkonce_odr linkage.
827
828 .. _namedmetadatastructure:
829
830 Named Metadata
831 --------------
832
833 Named metadata is a collection of metadata. :ref:`Metadata
834 nodes <metadata>` (but not metadata strings) are the only valid
835 operands for a named metadata.
836
837 Syntax::
838
839     ; Some unnamed metadata nodes, which are referenced by the named metadata.
840     !0 = !{!"zero"}
841     !1 = !{!"one"}
842     !2 = !{!"two"}
843     ; A named metadata.
844     !name = !{!0, !1, !2}
845
846 .. _paramattrs:
847
848 Parameter Attributes
849 --------------------
850
851 The return type and each parameter of a function type may have a set of
852 *parameter attributes* associated with them. Parameter attributes are
853 used to communicate additional information about the result or
854 parameters of a function. Parameter attributes are considered to be part
855 of the function, not of the function type, so functions with different
856 parameter attributes can have the same function type.
857
858 Parameter attributes are simple keywords that follow the type specified.
859 If multiple parameter attributes are needed, they are space separated.
860 For example:
861
862 .. code-block:: llvm
863
864     declare i32 @printf(i8* noalias nocapture, ...)
865     declare i32 @atoi(i8 zeroext)
866     declare signext i8 @returns_signed_char()
867
868 Note that any attributes for the function result (``nounwind``,
869 ``readonly``) come immediately after the argument list.
870
871 Currently, only the following parameter attributes are defined:
872
873 ``zeroext``
874     This indicates to the code generator that the parameter or return
875     value should be zero-extended to the extent required by the target's
876     ABI (which is usually 32-bits, but is 8-bits for a i1 on x86-64) by
877     the caller (for a parameter) or the callee (for a return value).
878 ``signext``
879     This indicates to the code generator that the parameter or return
880     value should be sign-extended to the extent required by the target's
881     ABI (which is usually 32-bits) by the caller (for a parameter) or
882     the callee (for a return value).
883 ``inreg``
884     This indicates that this parameter or return value should be treated
885     in a special target-dependent fashion during while emitting code for
886     a function call or return (usually, by putting it in a register as
887     opposed to memory, though some targets use it to distinguish between
888     two different kinds of registers). Use of this attribute is
889     target-specific.
890 ``byval``
891     This indicates that the pointer parameter should really be passed by
892     value to the function. The attribute implies that a hidden copy of
893     the pointee is made between the caller and the callee, so the callee
894     is unable to modify the value in the caller. This attribute is only
895     valid on LLVM pointer arguments. It is generally used to pass
896     structs and arrays by value, but is also valid on pointers to
897     scalars. The copy is considered to belong to the caller not the
898     callee (for example, ``readonly`` functions should not write to
899     ``byval`` parameters). This is not a valid attribute for return
900     values.
901
902     The byval attribute also supports specifying an alignment with the
903     align attribute. It indicates the alignment of the stack slot to
904     form and the known alignment of the pointer specified to the call
905     site. If the alignment is not specified, then the code generator
906     makes a target-specific assumption.
907
908 .. _attr_inalloca:
909
910 ``inalloca``
911
912     The ``inalloca`` argument attribute allows the caller to take the
913     address of outgoing stack arguments.  An ``inalloca`` argument must
914     be a pointer to stack memory produced by an ``alloca`` instruction.
915     The alloca, or argument allocation, must also be tagged with the
916     inalloca keyword.  Only the last argument may have the ``inalloca``
917     attribute, and that argument is guaranteed to be passed in memory.
918
919     An argument allocation may be used by a call at most once because
920     the call may deallocate it.  The ``inalloca`` attribute cannot be
921     used in conjunction with other attributes that affect argument
922     storage, like ``inreg``, ``nest``, ``sret``, or ``byval``.  The
923     ``inalloca`` attribute also disables LLVM's implicit lowering of
924     large aggregate return values, which means that frontend authors
925     must lower them with ``sret`` pointers.
926
927     When the call site is reached, the argument allocation must have
928     been the most recent stack allocation that is still live, or the
929     results are undefined.  It is possible to allocate additional stack
930     space after an argument allocation and before its call site, but it
931     must be cleared off with :ref:`llvm.stackrestore
932     <int_stackrestore>`.
933
934     See :doc:`InAlloca` for more information on how to use this
935     attribute.
936
937 ``sret``
938     This indicates that the pointer parameter specifies the address of a
939     structure that is the return value of the function in the source
940     program. This pointer must be guaranteed by the caller to be valid:
941     loads and stores to the structure may be assumed by the callee
942     not to trap and to be properly aligned. This may only be applied to
943     the first parameter. This is not a valid attribute for return
944     values.
945
946 ``align <n>``
947     This indicates that the pointer value may be assumed by the optimizer to
948     have the specified alignment.
949
950     Note that this attribute has additional semantics when combined with the
951     ``byval`` attribute.
952
953 .. _noalias:
954
955 ``noalias``
956     This indicates that objects accessed via pointer values
957     :ref:`based <pointeraliasing>` on the argument or return value are not also
958     accessed, during the execution of the function, via pointer values not
959     *based* on the argument or return value. The attribute on a return value
960     also has additional semantics described below. The caller shares the
961     responsibility with the callee for ensuring that these requirements are met.
962     For further details, please see the discussion of the NoAlias response in
963     :ref:`alias analysis <Must, May, or No>`.
964
965     Note that this definition of ``noalias`` is intentionally similar
966     to the definition of ``restrict`` in C99 for function arguments.
967
968     For function return values, C99's ``restrict`` is not meaningful,
969     while LLVM's ``noalias`` is. Furthermore, the semantics of the ``noalias``
970     attribute on return values are stronger than the semantics of the attribute
971     when used on function arguments. On function return values, the ``noalias``
972     attribute indicates that the function acts like a system memory allocation
973     function, returning a pointer to allocated storage disjoint from the
974     storage for any other object accessible to the caller.
975
976 ``nocapture``
977     This indicates that the callee does not make any copies of the
978     pointer that outlive the callee itself. This is not a valid
979     attribute for return values.
980
981 .. _nest:
982
983 ``nest``
984     This indicates that the pointer parameter can be excised using the
985     :ref:`trampoline intrinsics <int_trampoline>`. This is not a valid
986     attribute for return values and can only be applied to one parameter.
987
988 ``returned``
989     This indicates that the function always returns the argument as its return
990     value. This is an optimization hint to the code generator when generating
991     the caller, allowing tail call optimization and omission of register saves
992     and restores in some cases; it is not checked or enforced when generating
993     the callee. The parameter and the function return type must be valid
994     operands for the :ref:`bitcast instruction <i_bitcast>`. This is not a
995     valid attribute for return values and can only be applied to one parameter.
996
997 ``nonnull``
998     This indicates that the parameter or return pointer is not null. This
999     attribute may only be applied to pointer typed parameters. This is not
1000     checked or enforced by LLVM, the caller must ensure that the pointer
1001     passed in is non-null, or the callee must ensure that the returned pointer 
1002     is non-null.
1003
1004 ``dereferenceable(<n>)``
1005     This indicates that the parameter or return pointer is dereferenceable. This
1006     attribute may only be applied to pointer typed parameters. A pointer that
1007     is dereferenceable can be loaded from speculatively without a risk of
1008     trapping. The number of bytes known to be dereferenceable must be provided
1009     in parentheses. It is legal for the number of bytes to be less than the
1010     size of the pointee type. The ``nonnull`` attribute does not imply
1011     dereferenceability (consider a pointer to one element past the end of an
1012     array), however ``dereferenceable(<n>)`` does imply ``nonnull`` in
1013     ``addrspace(0)`` (which is the default address space).
1014
1015 .. _gc:
1016
1017 Garbage Collector Strategy Names
1018 --------------------------------
1019
1020 Each function may specify a garbage collector strategy name, which is simply a
1021 string:
1022
1023 .. code-block:: llvm
1024
1025     define void @f() gc "name" { ... }
1026
1027 The supported values of *name* includes those :ref:`built in to LLVM 
1028 <builtin-gc-strategies>` and any provided by loaded plugins.  Specifying a GC
1029 strategy will cause the compiler to alter its output in order to support the 
1030 named garbage collection algorithm.  Note that LLVM itself does not contain a 
1031 garbage collector, this functionality is restricted to generating machine code
1032 which can interoperate with a collector provided externally.  
1033
1034 .. _prefixdata:
1035
1036 Prefix Data
1037 -----------
1038
1039 Prefix data is data associated with a function which the code
1040 generator will emit immediately before the function's entrypoint.
1041 The purpose of this feature is to allow frontends to associate
1042 language-specific runtime metadata with specific functions and make it
1043 available through the function pointer while still allowing the
1044 function pointer to be called.
1045
1046 To access the data for a given function, a program may bitcast the
1047 function pointer to a pointer to the constant's type and dereference
1048 index -1.  This implies that the IR symbol points just past the end of
1049 the prefix data. For instance, take the example of a function annotated
1050 with a single ``i32``,
1051
1052 .. code-block:: llvm
1053
1054     define void @f() prefix i32 123 { ... }
1055
1056 The prefix data can be referenced as,
1057
1058 .. code-block:: llvm
1059
1060     %0 = bitcast void* () @f to i32*
1061     %a = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i32 -1
1062     %b = load i32, i32* %a
1063
1064 Prefix data is laid out as if it were an initializer for a global variable
1065 of the prefix data's type.  The function will be placed such that the
1066 beginning of the prefix data is aligned. This means that if the size
1067 of the prefix data is not a multiple of the alignment size, the
1068 function's entrypoint will not be aligned. If alignment of the
1069 function's entrypoint is desired, padding must be added to the prefix
1070 data.
1071
1072 A function may have prefix data but no body.  This has similar semantics
1073 to the ``available_externally`` linkage in that the data may be used by the
1074 optimizers but will not be emitted in the object file.
1075
1076 .. _prologuedata:
1077
1078 Prologue Data
1079 -------------
1080
1081 The ``prologue`` attribute allows arbitrary code (encoded as bytes) to
1082 be inserted prior to the function body. This can be used for enabling
1083 function hot-patching and instrumentation.
1084
1085 To maintain the semantics of ordinary function calls, the prologue data must
1086 have a particular format.  Specifically, it must begin with a sequence of
1087 bytes which decode to a sequence of machine instructions, valid for the
1088 module's target, which transfer control to the point immediately succeeding
1089 the prologue data, without performing any other visible action.  This allows
1090 the inliner and other passes to reason about the semantics of the function
1091 definition without needing to reason about the prologue data.  Obviously this
1092 makes the format of the prologue data highly target dependent.
1093
1094 A trivial example of valid prologue data for the x86 architecture is ``i8 144``,
1095 which encodes the ``nop`` instruction:
1096
1097 .. code-block:: llvm
1098
1099     define void @f() prologue i8 144 { ... }
1100
1101 Generally prologue data can be formed by encoding a relative branch instruction
1102 which skips the metadata, as in this example of valid prologue data for the
1103 x86_64 architecture, where the first two bytes encode ``jmp .+10``:
1104
1105 .. code-block:: llvm
1106
1107     %0 = type <{ i8, i8, i8* }>
1108
1109     define void @f() prologue %0 <{ i8 235, i8 8, i8* @md}> { ... }
1110
1111 A function may have prologue data but no body.  This has similar semantics
1112 to the ``available_externally`` linkage in that the data may be used by the
1113 optimizers but will not be emitted in the object file.
1114
1115 .. _attrgrp:
1116
1117 Attribute Groups
1118 ----------------
1119
1120 Attribute groups are groups of attributes that are referenced by objects within
1121 the IR. They are important for keeping ``.ll`` files readable, because a lot of
1122 functions will use the same set of attributes. In the degenerative case of a
1123 ``.ll`` file that corresponds to a single ``.c`` file, the single attribute
1124 group will capture the important command line flags used to build that file.
1125
1126 An attribute group is a module-level object. To use an attribute group, an
1127 object references the attribute group's ID (e.g. ``#37``). An object may refer
1128 to more than one attribute group. In that situation, the attributes from the
1129 different groups are merged.
1130
1131 Here is an example of attribute groups for a function that should always be
1132 inlined, has a stack alignment of 4, and which shouldn't use SSE instructions:
1133
1134 .. code-block:: llvm
1135
1136    ; Target-independent attributes:
1137    attributes #0 = { alwaysinline alignstack=4 }
1138
1139    ; Target-dependent attributes:
1140    attributes #1 = { "no-sse" }
1141
1142    ; Function @f has attributes: alwaysinline, alignstack=4, and "no-sse".
1143    define void @f() #0 #1 { ... }
1144
1145 .. _fnattrs:
1146
1147 Function Attributes
1148 -------------------
1149
1150 Function attributes are set to communicate additional information about
1151 a function. Function attributes are considered to be part of the
1152 function, not of the function type, so functions with different function
1153 attributes can have the same function type.
1154
1155 Function attributes are simple keywords that follow the type specified.
1156 If multiple attributes are needed, they are space separated. For
1157 example:
1158
1159 .. code-block:: llvm
1160
1161     define void @f() noinline { ... }
1162     define void @f() alwaysinline { ... }
1163     define void @f() alwaysinline optsize { ... }
1164     define void @f() optsize { ... }
1165
1166 ``alignstack(<n>)``
1167     This attribute indicates that, when emitting the prologue and
1168     epilogue, the backend should forcibly align the stack pointer.
1169     Specify the desired alignment, which must be a power of two, in
1170     parentheses.
1171 ``alwaysinline``
1172     This attribute indicates that the inliner should attempt to inline
1173     this function into callers whenever possible, ignoring any active
1174     inlining size threshold for this caller.
1175 ``builtin``
1176     This indicates that the callee function at a call site should be
1177     recognized as a built-in function, even though the function's declaration
1178     uses the ``nobuiltin`` attribute. This is only valid at call sites for
1179     direct calls to functions that are declared with the ``nobuiltin``
1180     attribute.
1181 ``cold``
1182     This attribute indicates that this function is rarely called. When
1183     computing edge weights, basic blocks post-dominated by a cold
1184     function call are also considered to be cold; and, thus, given low
1185     weight.
1186 ``inlinehint``
1187     This attribute indicates that the source code contained a hint that
1188     inlining this function is desirable (such as the "inline" keyword in
1189     C/C++). It is just a hint; it imposes no requirements on the
1190     inliner.
1191 ``jumptable``
1192     This attribute indicates that the function should be added to a
1193     jump-instruction table at code-generation time, and that all address-taken
1194     references to this function should be replaced with a reference to the
1195     appropriate jump-instruction-table function pointer. Note that this creates
1196     a new pointer for the original function, which means that code that depends
1197     on function-pointer identity can break. So, any function annotated with
1198     ``jumptable`` must also be ``unnamed_addr``.
1199 ``minsize``
1200     This attribute suggests that optimization passes and code generator
1201     passes make choices that keep the code size of this function as small
1202     as possible and perform optimizations that may sacrifice runtime
1203     performance in order to minimize the size of the generated code.
1204 ``naked``
1205     This attribute disables prologue / epilogue emission for the
1206     function. This can have very system-specific consequences.
1207 ``nobuiltin``
1208     This indicates that the callee function at a call site is not recognized as
1209     a built-in function. LLVM will retain the original call and not replace it
1210     with equivalent code based on the semantics of the built-in function, unless
1211     the call site uses the ``builtin`` attribute. This is valid at call sites
1212     and on function declarations and definitions.
1213 ``noduplicate``
1214     This attribute indicates that calls to the function cannot be
1215     duplicated. A call to a ``noduplicate`` function may be moved
1216     within its parent function, but may not be duplicated within
1217     its parent function.
1218
1219     A function containing a ``noduplicate`` call may still
1220     be an inlining candidate, provided that the call is not
1221     duplicated by inlining. That implies that the function has
1222     internal linkage and only has one call site, so the original
1223     call is dead after inlining.
1224 ``noimplicitfloat``
1225     This attributes disables implicit floating point instructions.
1226 ``noinline``
1227     This attribute indicates that the inliner should never inline this
1228     function in any situation. This attribute may not be used together
1229     with the ``alwaysinline`` attribute.
1230 ``nonlazybind``
1231     This attribute suppresses lazy symbol binding for the function. This
1232     may make calls to the function faster, at the cost of extra program
1233     startup time if the function is not called during program startup.
1234 ``noredzone``
1235     This attribute indicates that the code generator should not use a
1236     red zone, even if the target-specific ABI normally permits it.
1237 ``noreturn``
1238     This function attribute indicates that the function never returns
1239     normally. This produces undefined behavior at runtime if the
1240     function ever does dynamically return.
1241 ``nounwind``
1242     This function attribute indicates that the function never raises an
1243     exception. If the function does raise an exception, its runtime
1244     behavior is undefined. However, functions marked nounwind may still
1245     trap or generate asynchronous exceptions. Exception handling schemes
1246     that are recognized by LLVM to handle asynchronous exceptions, such
1247     as SEH, will still provide their implementation defined semantics.
1248 ``optnone``
1249     This function attribute indicates that the function is not optimized
1250     by any optimization or code generator passes with the
1251     exception of interprocedural optimization passes.
1252     This attribute cannot be used together with the ``alwaysinline``
1253     attribute; this attribute is also incompatible
1254     with the ``minsize`` attribute and the ``optsize`` attribute.
1255
1256     This attribute requires the ``noinline`` attribute to be specified on
1257     the function as well, so the function is never inlined into any caller.
1258     Only functions with the ``alwaysinline`` attribute are valid
1259     candidates for inlining into the body of this function.
1260 ``optsize``
1261     This attribute suggests that optimization passes and code generator
1262     passes make choices that keep the code size of this function low,
1263     and otherwise do optimizations specifically to reduce code size as
1264     long as they do not significantly impact runtime performance.
1265 ``readnone``
1266     On a function, this attribute indicates that the function computes its
1267     result (or decides to unwind an exception) based strictly on its arguments,
1268     without dereferencing any pointer arguments or otherwise accessing
1269     any mutable state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
1270     caller functions. It does not write through any pointer arguments
1271     (including ``byval`` arguments) and never changes any state visible
1272     to callers. This means that it cannot unwind exceptions by calling
1273     the ``C++`` exception throwing methods.
1274
1275     On an argument, this attribute indicates that the function does not
1276     dereference that pointer argument, even though it may read or write the
1277     memory that the pointer points to if accessed through other pointers.
1278 ``readonly``
1279     On a function, this attribute indicates that the function does not write
1280     through any pointer arguments (including ``byval`` arguments) or otherwise
1281     modify any state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
1282     caller functions. It may dereference pointer arguments and read
1283     state that may be set in the caller. A readonly function always
1284     returns the same value (or unwinds an exception identically) when
1285     called with the same set of arguments and global state. It cannot
1286     unwind an exception by calling the ``C++`` exception throwing
1287     methods.
1288
1289     On an argument, this attribute indicates that the function does not write
1290     through this pointer argument, even though it may write to the memory that
1291     the pointer points to.
1292 ``returns_twice``
1293     This attribute indicates that this function can return twice. The C
1294     ``setjmp`` is an example of such a function. The compiler disables
1295     some optimizations (like tail calls) in the caller of these
1296     functions.
1297 ``sanitize_address``
1298     This attribute indicates that AddressSanitizer checks
1299     (dynamic address safety analysis) are enabled for this function.
1300 ``sanitize_memory``
1301     This attribute indicates that MemorySanitizer checks (dynamic detection
1302     of accesses to uninitialized memory) are enabled for this function.
1303 ``sanitize_thread``
1304     This attribute indicates that ThreadSanitizer checks
1305     (dynamic thread safety analysis) are enabled for this function.
1306 ``ssp``
1307     This attribute indicates that the function should emit a stack
1308     smashing protector. It is in the form of a "canary" --- a random value
1309     placed on the stack before the local variables that's checked upon
1310     return from the function to see if it has been overwritten. A
1311     heuristic is used to determine if a function needs stack protectors
1312     or not. The heuristic used will enable protectors for functions with:
1313
1314     - Character arrays larger than ``ssp-buffer-size`` (default 8).
1315     - Aggregates containing character arrays larger than ``ssp-buffer-size``.
1316     - Calls to alloca() with variable sizes or constant sizes greater than
1317       ``ssp-buffer-size``.
1318
1319     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1320     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1321
1322     If a function that has an ``ssp`` attribute is inlined into a
1323     function that doesn't have an ``ssp`` attribute, then the resulting
1324     function will have an ``ssp`` attribute.
1325 ``sspreq``
1326     This attribute indicates that the function should *always* emit a
1327     stack smashing protector. This overrides the ``ssp`` function
1328     attribute.
1329
1330     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1331     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1332     The specific layout rules are:
1333
1334     #. Large arrays and structures containing large arrays
1335        (``>= ssp-buffer-size``) are closest to the stack protector.
1336     #. Small arrays and structures containing small arrays
1337        (``< ssp-buffer-size``) are 2nd closest to the protector.
1338     #. Variables that have had their address taken are 3rd closest to the
1339        protector.
1340
1341     If a function that has an ``sspreq`` attribute is inlined into a
1342     function that doesn't have an ``sspreq`` attribute or which has an
1343     ``ssp`` or ``sspstrong`` attribute, then the resulting function will have
1344     an ``sspreq`` attribute.
1345 ``sspstrong``
1346     This attribute indicates that the function should emit a stack smashing
1347     protector. This attribute causes a strong heuristic to be used when
1348     determining if a function needs stack protectors.  The strong heuristic
1349     will enable protectors for functions with:
1350
1351     - Arrays of any size and type
1352     - Aggregates containing an array of any size and type.
1353     - Calls to alloca().
1354     - Local variables that have had their address taken.
1355
1356     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1357     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1358     The specific layout rules are:
1359
1360     #. Large arrays and structures containing large arrays
1361        (``>= ssp-buffer-size``) are closest to the stack protector.
1362     #. Small arrays and structures containing small arrays
1363        (``< ssp-buffer-size``) are 2nd closest to the protector.
1364     #. Variables that have had their address taken are 3rd closest to the
1365        protector.
1366
1367     This overrides the ``ssp`` function attribute.
1368
1369     If a function that has an ``sspstrong`` attribute is inlined into a
1370     function that doesn't have an ``sspstrong`` attribute, then the
1371     resulting function will have an ``sspstrong`` attribute.
1372 ``"thunk"``
1373     This attribute indicates that the function will delegate to some other
1374     function with a tail call. The prototype of a thunk should not be used for
1375     optimization purposes. The caller is expected to cast the thunk prototype to
1376     match the thunk target prototype.
1377 ``uwtable``
1378     This attribute indicates that the ABI being targeted requires that
1379     an unwind table entry be produce for this function even if we can
1380     show that no exceptions passes by it. This is normally the case for
1381     the ELF x86-64 abi, but it can be disabled for some compilation
1382     units.
1383
1384 .. _moduleasm:
1385
1386 Module-Level Inline Assembly
1387 ----------------------------
1388
1389 Modules may contain "module-level inline asm" blocks, which corresponds
1390 to the GCC "file scope inline asm" blocks. These blocks are internally
1391 concatenated by LLVM and treated as a single unit, but may be separated
1392 in the ``.ll`` file if desired. The syntax is very simple:
1393
1394 .. code-block:: llvm
1395
1396     module asm "inline asm code goes here"
1397     module asm "more can go here"
1398
1399 The strings can contain any character by escaping non-printable
1400 characters. The escape sequence used is simply "\\xx" where "xx" is the
1401 two digit hex code for the number.
1402
1403 The inline asm code is simply printed to the machine code .s file when
1404 assembly code is generated.
1405
1406 .. _langref_datalayout:
1407
1408 Data Layout
1409 -----------
1410
1411 A module may specify a target specific data layout string that specifies
1412 how data is to be laid out in memory. The syntax for the data layout is
1413 simply:
1414
1415 .. code-block:: llvm
1416
1417     target datalayout = "layout specification"
1418
1419 The *layout specification* consists of a list of specifications
1420 separated by the minus sign character ('-'). Each specification starts
1421 with a letter and may include other information after the letter to
1422 define some aspect of the data layout. The specifications accepted are
1423 as follows:
1424
1425 ``E``
1426     Specifies that the target lays out data in big-endian form. That is,
1427     the bits with the most significance have the lowest address
1428     location.
1429 ``e``
1430     Specifies that the target lays out data in little-endian form. That
1431     is, the bits with the least significance have the lowest address
1432     location.
1433 ``S<size>``
1434     Specifies the natural alignment of the stack in bits. Alignment
1435     promotion of stack variables is limited to the natural stack
1436     alignment to avoid dynamic stack realignment. The stack alignment
1437     must be a multiple of 8-bits. If omitted, the natural stack
1438     alignment defaults to "unspecified", which does not prevent any
1439     alignment promotions.
1440 ``p[n]:<size>:<abi>:<pref>``
1441     This specifies the *size* of a pointer and its ``<abi>`` and
1442     ``<pref>``\erred alignments for address space ``n``. All sizes are in
1443     bits. The address space, ``n`` is optional, and if not specified,
1444     denotes the default address space 0.  The value of ``n`` must be
1445     in the range [1,2^23).
1446 ``i<size>:<abi>:<pref>``
1447     This specifies the alignment for an integer type of a given bit
1448     ``<size>``. The value of ``<size>`` must be in the range [1,2^23).
1449 ``v<size>:<abi>:<pref>``
1450     This specifies the alignment for a vector type of a given bit
1451     ``<size>``.
1452 ``f<size>:<abi>:<pref>``
1453     This specifies the alignment for a floating point type of a given bit
1454     ``<size>``. Only values of ``<size>`` that are supported by the target
1455     will work. 32 (float) and 64 (double) are supported on all targets; 80
1456     or 128 (different flavors of long double) are also supported on some
1457     targets.
1458 ``a:<abi>:<pref>``
1459     This specifies the alignment for an object of aggregate type.
1460 ``m:<mangling>``
1461     If present, specifies that llvm names are mangled in the output. The
1462     options are
1463
1464     * ``e``: ELF mangling: Private symbols get a ``.L`` prefix.
1465     * ``m``: Mips mangling: Private symbols get a ``$`` prefix.
1466     * ``o``: Mach-O mangling: Private symbols get ``L`` prefix. Other
1467       symbols get a ``_`` prefix.
1468     * ``w``: Windows COFF prefix:  Similar to Mach-O, but stdcall and fastcall
1469       functions also get a suffix based on the frame size.
1470 ``n<size1>:<size2>:<size3>...``
1471     This specifies a set of native integer widths for the target CPU in
1472     bits. For example, it might contain ``n32`` for 32-bit PowerPC,
1473     ``n32:64`` for PowerPC 64, or ``n8:16:32:64`` for X86-64. Elements of
1474     this set are considered to support most general arithmetic operations
1475     efficiently.
1476
1477 On every specification that takes a ``<abi>:<pref>``, specifying the
1478 ``<pref>`` alignment is optional. If omitted, the preceding ``:``
1479 should be omitted too and ``<pref>`` will be equal to ``<abi>``.
1480
1481 When constructing the data layout for a given target, LLVM starts with a
1482 default set of specifications which are then (possibly) overridden by
1483 the specifications in the ``datalayout`` keyword. The default
1484 specifications are given in this list:
1485
1486 -  ``E`` - big endian
1487 -  ``p:64:64:64`` - 64-bit pointers with 64-bit alignment.
1488 -  ``p[n]:64:64:64`` - Other address spaces are assumed to be the
1489    same as the default address space.
1490 -  ``S0`` - natural stack alignment is unspecified
1491 -  ``i1:8:8`` - i1 is 8-bit (byte) aligned
1492 -  ``i8:8:8`` - i8 is 8-bit (byte) aligned
1493 -  ``i16:16:16`` - i16 is 16-bit aligned
1494 -  ``i32:32:32`` - i32 is 32-bit aligned
1495 -  ``i64:32:64`` - i64 has ABI alignment of 32-bits but preferred
1496    alignment of 64-bits
1497 -  ``f16:16:16`` - half is 16-bit aligned
1498 -  ``f32:32:32`` - float is 32-bit aligned
1499 -  ``f64:64:64`` - double is 64-bit aligned
1500 -  ``f128:128:128`` - quad is 128-bit aligned
1501 -  ``v64:64:64`` - 64-bit vector is 64-bit aligned
1502 -  ``v128:128:128`` - 128-bit vector is 128-bit aligned
1503 -  ``a:0:64`` - aggregates are 64-bit aligned
1504
1505 When LLVM is determining the alignment for a given type, it uses the
1506 following rules:
1507
1508 #. If the type sought is an exact match for one of the specifications,
1509    that specification is used.
1510 #. If no match is found, and the type sought is an integer type, then
1511    the smallest integer type that is larger than the bitwidth of the
1512    sought type is used. If none of the specifications are larger than
1513    the bitwidth then the largest integer type is used. For example,
1514    given the default specifications above, the i7 type will use the
1515    alignment of i8 (next largest) while both i65 and i256 will use the
1516    alignment of i64 (largest specified).
1517 #. If no match is found, and the type sought is a vector type, then the
1518    largest vector type that is smaller than the sought vector type will
1519    be used as a fall back. This happens because <128 x double> can be
1520    implemented in terms of 64 <2 x double>, for example.
1521
1522 The function of the data layout string may not be what you expect.
1523 Notably, this is not a specification from the frontend of what alignment
1524 the code generator should use.
1525
1526 Instead, if specified, the target data layout is required to match what
1527 the ultimate *code generator* expects. This string is used by the
1528 mid-level optimizers to improve code, and this only works if it matches
1529 what the ultimate code generator uses. If you would like to generate IR
1530 that does not embed this target-specific detail into the IR, then you
1531 don't have to specify the string. This will disable some optimizations
1532 that require precise layout information, but this also prevents those
1533 optimizations from introducing target specificity into the IR.
1534
1535 .. _langref_triple:
1536
1537 Target Triple
1538 -------------
1539
1540 A module may specify a target triple string that describes the target
1541 host. The syntax for the target triple is simply:
1542
1543 .. code-block:: llvm
1544
1545     target triple = "x86_64-apple-macosx10.7.0"
1546
1547 The *target triple* string consists of a series of identifiers delimited
1548 by the minus sign character ('-'). The canonical forms are:
1549
1550 ::
1551
1552     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM
1553     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM-ENVIRONMENT
1554
1555 This information is passed along to the backend so that it generates
1556 code for the proper architecture. It's possible to override this on the
1557 command line with the ``-mtriple`` command line option.
1558
1559 .. _pointeraliasing:
1560
1561 Pointer Aliasing Rules
1562 ----------------------
1563
1564 Any memory access must be done through a pointer value associated with
1565 an address range of the memory access, otherwise the behavior is
1566 undefined. Pointer values are associated with address ranges according
1567 to the following rules:
1568
1569 -  A pointer value is associated with the addresses associated with any
1570    value it is *based* on.
1571 -  An address of a global variable is associated with the address range
1572    of the variable's storage.
1573 -  The result value of an allocation instruction is associated with the
1574    address range of the allocated storage.
1575 -  A null pointer in the default address-space is associated with no
1576    address.
1577 -  An integer constant other than zero or a pointer value returned from
1578    a function not defined within LLVM may be associated with address
1579    ranges allocated through mechanisms other than those provided by
1580    LLVM. Such ranges shall not overlap with any ranges of addresses
1581    allocated by mechanisms provided by LLVM.
1582
1583 A pointer value is *based* on another pointer value according to the
1584 following rules:
1585
1586 -  A pointer value formed from a ``getelementptr`` operation is *based*
1587    on the first value operand of the ``getelementptr``.
1588 -  The result value of a ``bitcast`` is *based* on the operand of the
1589    ``bitcast``.
1590 -  A pointer value formed by an ``inttoptr`` is *based* on all pointer
1591    values that contribute (directly or indirectly) to the computation of
1592    the pointer's value.
1593 -  The "*based* on" relationship is transitive.
1594
1595 Note that this definition of *"based"* is intentionally similar to the
1596 definition of *"based"* in C99, though it is slightly weaker.
1597
1598 LLVM IR does not associate types with memory. The result type of a
1599 ``load`` merely indicates the size and alignment of the memory from
1600 which to load, as well as the interpretation of the value. The first
1601 operand type of a ``store`` similarly only indicates the size and
1602 alignment of the store.
1603
1604 Consequently, type-based alias analysis, aka TBAA, aka
1605 ``-fstrict-aliasing``, is not applicable to general unadorned LLVM IR.
1606 :ref:`Metadata <metadata>` may be used to encode additional information
1607 which specialized optimization passes may use to implement type-based
1608 alias analysis.
1609
1610 .. _volatile:
1611
1612 Volatile Memory Accesses
1613 ------------------------
1614
1615 Certain memory accesses, such as :ref:`load <i_load>`'s,
1616 :ref:`store <i_store>`'s, and :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>`'s may be
1617 marked ``volatile``. The optimizers must not change the number of
1618 volatile operations or change their order of execution relative to other
1619 volatile operations. The optimizers *may* change the order of volatile
1620 operations relative to non-volatile operations. This is not Java's
1621 "volatile" and has no cross-thread synchronization behavior.
1622
1623 IR-level volatile loads and stores cannot safely be optimized into
1624 llvm.memcpy or llvm.memmove intrinsics even when those intrinsics are
1625 flagged volatile. Likewise, the backend should never split or merge
1626 target-legal volatile load/store instructions.
1627
1628 .. admonition:: Rationale
1629
1630  Platforms may rely on volatile loads and stores of natively supported
1631  data width to be executed as single instruction. For example, in C
1632  this holds for an l-value of volatile primitive type with native
1633  hardware support, but not necessarily for aggregate types. The
1634  frontend upholds these expectations, which are intentionally
1635  unspecified in the IR. The rules above ensure that IR transformation
1636  do not violate the frontend's contract with the language.
1637
1638 .. _memmodel:
1639
1640 Memory Model for Concurrent Operations
1641 --------------------------------------
1642
1643 The LLVM IR does not define any way to start parallel threads of
1644 execution or to register signal handlers. Nonetheless, there are
1645 platform-specific ways to create them, and we define LLVM IR's behavior
1646 in their presence. This model is inspired by the C++0x memory model.
1647
1648 For a more informal introduction to this model, see the :doc:`Atomics`.
1649
1650 We define a *happens-before* partial order as the least partial order
1651 that
1652
1653 -  Is a superset of single-thread program order, and
1654 -  When a *synchronizes-with* ``b``, includes an edge from ``a`` to
1655    ``b``. *Synchronizes-with* pairs are introduced by platform-specific
1656    techniques, like pthread locks, thread creation, thread joining,
1657    etc., and by atomic instructions. (See also :ref:`Atomic Memory Ordering
1658    Constraints <ordering>`).
1659
1660 Note that program order does not introduce *happens-before* edges
1661 between a thread and signals executing inside that thread.
1662
1663 Every (defined) read operation (load instructions, memcpy, atomic
1664 loads/read-modify-writes, etc.) R reads a series of bytes written by
1665 (defined) write operations (store instructions, atomic
1666 stores/read-modify-writes, memcpy, etc.). For the purposes of this
1667 section, initialized globals are considered to have a write of the
1668 initializer which is atomic and happens before any other read or write
1669 of the memory in question. For each byte of a read R, R\ :sub:`byte`
1670 may see any write to the same byte, except:
1671
1672 -  If write\ :sub:`1`  happens before write\ :sub:`2`, and
1673    write\ :sub:`2` happens before R\ :sub:`byte`, then
1674    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`1`.
1675 -  If R\ :sub:`byte` happens before write\ :sub:`3`, then
1676    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`3`.
1677
1678 Given that definition, R\ :sub:`byte` is defined as follows:
1679
1680 -  If R is volatile, the result is target-dependent. (Volatile is
1681    supposed to give guarantees which can support ``sig_atomic_t`` in
1682    C/C++, and may be used for accesses to addresses that do not behave
1683    like normal memory. It does not generally provide cross-thread
1684    synchronization.)
1685 -  Otherwise, if there is no write to the same byte that happens before
1686    R\ :sub:`byte`, R\ :sub:`byte` returns ``undef`` for that byte.
1687 -  Otherwise, if R\ :sub:`byte` may see exactly one write,
1688    R\ :sub:`byte` returns the value written by that write.
1689 -  Otherwise, if R is atomic, and all the writes R\ :sub:`byte` may
1690    see are atomic, it chooses one of the values written. See the :ref:`Atomic
1691    Memory Ordering Constraints <ordering>` section for additional
1692    constraints on how the choice is made.
1693 -  Otherwise R\ :sub:`byte` returns ``undef``.
1694
1695 R returns the value composed of the series of bytes it read. This
1696 implies that some bytes within the value may be ``undef`` **without**
1697 the entire value being ``undef``. Note that this only defines the
1698 semantics of the operation; it doesn't mean that targets will emit more
1699 than one instruction to read the series of bytes.
1700
1701 Note that in cases where none of the atomic intrinsics are used, this
1702 model places only one restriction on IR transformations on top of what
1703 is required for single-threaded execution: introducing a store to a byte
1704 which might not otherwise be stored is not allowed in general.
1705 (Specifically, in the case where another thread might write to and read
1706 from an address, introducing a store can change a load that may see
1707 exactly one write into a load that may see multiple writes.)
1708
1709 .. _ordering:
1710
1711 Atomic Memory Ordering Constraints
1712 ----------------------------------
1713
1714 Atomic instructions (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>`,
1715 :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`, :ref:`fence <i_fence>`,
1716 :ref:`atomic load <i_load>`, and :ref:`atomic store <i_store>`) take
1717 ordering parameters that determine which other atomic instructions on
1718 the same address they *synchronize with*. These semantics are borrowed
1719 from Java and C++0x, but are somewhat more colloquial. If these
1720 descriptions aren't precise enough, check those specs (see spec
1721 references in the :doc:`atomics guide <Atomics>`).
1722 :ref:`fence <i_fence>` instructions treat these orderings somewhat
1723 differently since they don't take an address. See that instruction's
1724 documentation for details.
1725
1726 For a simpler introduction to the ordering constraints, see the
1727 :doc:`Atomics`.
1728
1729 ``unordered``
1730     The set of values that can be read is governed by the happens-before
1731     partial order. A value cannot be read unless some operation wrote
1732     it. This is intended to provide a guarantee strong enough to model
1733     Java's non-volatile shared variables. This ordering cannot be
1734     specified for read-modify-write operations; it is not strong enough
1735     to make them atomic in any interesting way.
1736 ``monotonic``
1737     In addition to the guarantees of ``unordered``, there is a single
1738     total order for modifications by ``monotonic`` operations on each
1739     address. All modification orders must be compatible with the
1740     happens-before order. There is no guarantee that the modification
1741     orders can be combined to a global total order for the whole program
1742     (and this often will not be possible). The read in an atomic
1743     read-modify-write operation (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>` and
1744     :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`) reads the value in the modification
1745     order immediately before the value it writes. If one atomic read
1746     happens before another atomic read of the same address, the later
1747     read must see the same value or a later value in the address's
1748     modification order. This disallows reordering of ``monotonic`` (or
1749     stronger) operations on the same address. If an address is written
1750     ``monotonic``-ally by one thread, and other threads ``monotonic``-ally
1751     read that address repeatedly, the other threads must eventually see
1752     the write. This corresponds to the C++0x/C1x
1753     ``memory_order_relaxed``.
1754 ``acquire``
1755     In addition to the guarantees of ``monotonic``, a
1756     *synchronizes-with* edge may be formed with a ``release`` operation.
1757     This is intended to model C++'s ``memory_order_acquire``.
1758 ``release``
1759     In addition to the guarantees of ``monotonic``, if this operation
1760     writes a value which is subsequently read by an ``acquire``
1761     operation, it *synchronizes-with* that operation. (This isn't a
1762     complete description; see the C++0x definition of a release
1763     sequence.) This corresponds to the C++0x/C1x
1764     ``memory_order_release``.
1765 ``acq_rel`` (acquire+release)
1766     Acts as both an ``acquire`` and ``release`` operation on its
1767     address. This corresponds to the C++0x/C1x ``memory_order_acq_rel``.
1768 ``seq_cst`` (sequentially consistent)
1769     In addition to the guarantees of ``acq_rel`` (``acquire`` for an
1770     operation that only reads, ``release`` for an operation that only
1771     writes), there is a global total order on all
1772     sequentially-consistent operations on all addresses, which is
1773     consistent with the *happens-before* partial order and with the
1774     modification orders of all the affected addresses. Each
1775     sequentially-consistent read sees the last preceding write to the
1776     same address in this global order. This corresponds to the C++0x/C1x
1777     ``memory_order_seq_cst`` and Java volatile.
1778
1779 .. _singlethread:
1780
1781 If an atomic operation is marked ``singlethread``, it only *synchronizes
1782 with* or participates in modification and seq\_cst total orderings with
1783 other operations running in the same thread (for example, in signal
1784 handlers).
1785
1786 .. _fastmath:
1787
1788 Fast-Math Flags
1789 ---------------
1790
1791 LLVM IR floating-point binary ops (:ref:`fadd <i_fadd>`,
1792 :ref:`fsub <i_fsub>`, :ref:`fmul <i_fmul>`, :ref:`fdiv <i_fdiv>`,
1793 :ref:`frem <i_frem>`) have the following flags that can be set to enable
1794 otherwise unsafe floating point operations
1795
1796 ``nnan``
1797    No NaNs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
1798    NaN. Such optimizations are required to retain defined behavior over
1799    NaNs, but the value of the result is undefined.
1800
1801 ``ninf``
1802    No Infs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
1803    +/-Inf. Such optimizations are required to retain defined behavior over
1804    +/-Inf, but the value of the result is undefined.
1805
1806 ``nsz``
1807    No Signed Zeros - Allow optimizations to treat the sign of a zero
1808    argument or result as insignificant.
1809
1810 ``arcp``
1811    Allow Reciprocal - Allow optimizations to use the reciprocal of an
1812    argument rather than perform division.
1813
1814 ``fast``
1815    Fast - Allow algebraically equivalent transformations that may
1816    dramatically change results in floating point (e.g. reassociate). This
1817    flag implies all the others.
1818
1819 .. _uselistorder:
1820
1821 Use-list Order Directives
1822 -------------------------
1823
1824 Use-list directives encode the in-memory order of each use-list, allowing the
1825 order to be recreated.  ``<order-indexes>`` is a comma-separated list of
1826 indexes that are assigned to the referenced value's uses.  The referenced
1827 value's use-list is immediately sorted by these indexes.
1828
1829 Use-list directives may appear at function scope or global scope.  They are not
1830 instructions, and have no effect on the semantics of the IR.  When they're at
1831 function scope, they must appear after the terminator of the final basic block.
1832
1833 If basic blocks have their address taken via ``blockaddress()`` expressions,
1834 ``uselistorder_bb`` can be used to reorder their use-lists from outside their
1835 function's scope.
1836
1837 :Syntax:
1838
1839 ::
1840
1841     uselistorder <ty> <value>, { <order-indexes> }
1842     uselistorder_bb @function, %block { <order-indexes> }
1843
1844 :Examples:
1845
1846 ::
1847
1848     define void @foo(i32 %arg1, i32 %arg2) {
1849     entry:
1850       ; ... instructions ...
1851     bb:
1852       ; ... instructions ...
1853
1854       ; At function scope.
1855       uselistorder i32 %arg1, { 1, 0, 2 }
1856       uselistorder label %bb, { 1, 0 }
1857     }
1858
1859     ; At global scope.
1860     uselistorder i32* @global, { 1, 2, 0 }
1861     uselistorder i32 7, { 1, 0 }
1862     uselistorder i32 (i32) @bar, { 1, 0 }
1863     uselistorder_bb @foo, %bb, { 5, 1, 3, 2, 0, 4 }
1864
1865 .. _typesystem:
1866
1867 Type System
1868 ===========
1869
1870 The LLVM type system is one of the most important features of the
1871 intermediate representation. Being typed enables a number of
1872 optimizations to be performed on the intermediate representation
1873 directly, without having to do extra analyses on the side before the
1874 transformation. A strong type system makes it easier to read the
1875 generated code and enables novel analyses and transformations that are
1876 not feasible to perform on normal three address code representations.
1877
1878 .. _t_void:
1879
1880 Void Type
1881 ---------
1882
1883 :Overview:
1884
1885
1886 The void type does not represent any value and has no size.
1887
1888 :Syntax:
1889
1890
1891 ::
1892
1893       void
1894
1895
1896 .. _t_function:
1897
1898 Function Type
1899 -------------
1900
1901 :Overview:
1902
1903
1904 The function type can be thought of as a function signature. It consists of a
1905 return type and a list of formal parameter types. The return type of a function
1906 type is a void type or first class type --- except for :ref:`label <t_label>`
1907 and :ref:`metadata <t_metadata>` types.
1908
1909 :Syntax:
1910
1911 ::
1912
1913       <returntype> (<parameter list>)
1914
1915 ...where '``<parameter list>``' is a comma-separated list of type
1916 specifiers. Optionally, the parameter list may include a type ``...``, which
1917 indicates that the function takes a variable number of arguments.  Variable
1918 argument functions can access their arguments with the :ref:`variable argument
1919 handling intrinsic <int_varargs>` functions.  '``<returntype>``' is any type
1920 except :ref:`label <t_label>` and :ref:`metadata <t_metadata>`.
1921
1922 :Examples:
1923
1924 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1925 | ``i32 (i32)``                   | function taking an ``i32``, returning an ``i32``                                                                                                                    |
1926 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1927 | ``float (i16, i32 *) *``        | :ref:`Pointer <t_pointer>` to a function that takes an ``i16`` and a :ref:`pointer <t_pointer>` to ``i32``, returning ``float``.                                    |
1928 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1929 | ``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. |
1930 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1931 | ``{i32, i32} (i32)``            | A function taking an ``i32``, returning a :ref:`structure <t_struct>` containing two ``i32`` values                                                                 |
1932 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1933
1934 .. _t_firstclass:
1935
1936 First Class Types
1937 -----------------
1938
1939 The :ref:`first class <t_firstclass>` types are perhaps the most important.
1940 Values of these types are the only ones which can be produced by
1941 instructions.
1942
1943 .. _t_single_value:
1944
1945 Single Value Types
1946 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1947
1948 These are the types that are valid in registers from CodeGen's perspective.
1949
1950 .. _t_integer:
1951
1952 Integer Type
1953 """"""""""""
1954
1955 :Overview:
1956
1957 The integer type is a very simple type that simply specifies an
1958 arbitrary bit width for the integer type desired. Any bit width from 1
1959 bit to 2\ :sup:`23`\ -1 (about 8 million) can be specified.
1960
1961 :Syntax:
1962
1963 ::
1964
1965       iN
1966
1967 The number of bits the integer will occupy is specified by the ``N``
1968 value.
1969
1970 Examples:
1971 *********
1972
1973 +----------------+------------------------------------------------+
1974 | ``i1``         | a single-bit integer.                          |
1975 +----------------+------------------------------------------------+
1976 | ``i32``        | a 32-bit integer.                              |
1977 +----------------+------------------------------------------------+
1978 | ``i1942652``   | a really big integer of over 1 million bits.   |
1979 +----------------+------------------------------------------------+
1980
1981 .. _t_floating:
1982
1983 Floating Point Types
1984 """"""""""""""""""""
1985
1986 .. list-table::
1987    :header-rows: 1
1988
1989    * - Type
1990      - Description
1991
1992    * - ``half``
1993      - 16-bit floating point value
1994
1995    * - ``float``
1996      - 32-bit floating point value
1997
1998    * - ``double``
1999      - 64-bit floating point value
2000
2001    * - ``fp128``
2002      - 128-bit floating point value (112-bit mantissa)
2003
2004    * - ``x86_fp80``
2005      -  80-bit floating point value (X87)
2006
2007    * - ``ppc_fp128``
2008      - 128-bit floating point value (two 64-bits)
2009
2010 X86_mmx Type
2011 """"""""""""
2012
2013 :Overview:
2014
2015 The x86_mmx type represents a value held in an MMX register on an x86
2016 machine. The operations allowed on it are quite limited: parameters and
2017 return values, load and store, and bitcast. User-specified MMX
2018 instructions are represented as intrinsic or asm calls with arguments
2019 and/or results of this type. There are no arrays, vectors or constants
2020 of this type.
2021
2022 :Syntax:
2023
2024 ::
2025
2026       x86_mmx
2027
2028
2029 .. _t_pointer:
2030
2031 Pointer Type
2032 """"""""""""
2033
2034 :Overview:
2035
2036 The pointer type is used to specify memory locations. Pointers are
2037 commonly used to reference objects in memory.
2038
2039 Pointer types may have an optional address space attribute defining the
2040 numbered address space where the pointed-to object resides. The default
2041 address space is number zero. The semantics of non-zero address spaces
2042 are target-specific.
2043
2044 Note that LLVM does not permit pointers to void (``void*``) nor does it
2045 permit pointers to labels (``label*``). Use ``i8*`` instead.
2046
2047 :Syntax:
2048
2049 ::
2050
2051       <type> *
2052
2053 :Examples:
2054
2055 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2056 | ``[4 x i32]*``          | A :ref:`pointer <t_pointer>` to :ref:`array <t_array>` of four ``i32`` values.                               |
2057 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2058 | ``i32 (i32*) *``        | A :ref:`pointer <t_pointer>` to a :ref:`function <t_function>` that takes an ``i32*``, returning an ``i32``. |
2059 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2060 | ``i32 addrspace(5)*``   | A :ref:`pointer <t_pointer>` to an ``i32`` value that resides in address space #5.                           |
2061 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2062
2063 .. _t_vector:
2064
2065 Vector Type
2066 """""""""""
2067
2068 :Overview:
2069
2070 A vector type is a simple derived type that represents a vector of
2071 elements. Vector types are used when multiple primitive data are
2072 operated in parallel using a single instruction (SIMD). A vector type
2073 requires a size (number of elements) and an underlying primitive data
2074 type. Vector types are considered :ref:`first class <t_firstclass>`.
2075
2076 :Syntax:
2077
2078 ::
2079
2080       < <# elements> x <elementtype> >
2081
2082 The number of elements is a constant integer value larger than 0;
2083 elementtype may be any integer, floating point or pointer type. Vectors
2084 of size zero are not allowed.
2085
2086 :Examples:
2087
2088 +-------------------+--------------------------------------------------+
2089 | ``<4 x i32>``     | Vector of 4 32-bit integer values.               |
2090 +-------------------+--------------------------------------------------+
2091 | ``<8 x float>``   | Vector of 8 32-bit floating-point values.        |
2092 +-------------------+--------------------------------------------------+
2093 | ``<2 x i64>``     | Vector of 2 64-bit integer values.               |
2094 +-------------------+--------------------------------------------------+
2095 | ``<4 x i64*>``    | Vector of 4 pointers to 64-bit integer values.   |
2096 +-------------------+--------------------------------------------------+
2097
2098 .. _t_label:
2099
2100 Label Type
2101 ^^^^^^^^^^
2102
2103 :Overview:
2104
2105 The label type represents code labels.
2106
2107 :Syntax:
2108
2109 ::
2110
2111       label
2112
2113 .. _t_metadata:
2114
2115 Metadata Type
2116 ^^^^^^^^^^^^^
2117
2118 :Overview:
2119
2120 The metadata type represents embedded metadata. No derived types may be
2121 created from metadata except for :ref:`function <t_function>` arguments.
2122
2123 :Syntax:
2124
2125 ::
2126
2127       metadata
2128
2129 .. _t_aggregate:
2130
2131 Aggregate Types
2132 ^^^^^^^^^^^^^^^
2133
2134 Aggregate Types are a subset of derived types that can contain multiple
2135 member types. :ref:`Arrays <t_array>` and :ref:`structs <t_struct>` are
2136 aggregate types. :ref:`Vectors <t_vector>` are not considered to be
2137 aggregate types.
2138
2139 .. _t_array:
2140
2141 Array Type
2142 """"""""""
2143
2144 :Overview:
2145
2146 The array type is a very simple derived type that arranges elements
2147 sequentially in memory. The array type requires a size (number of
2148 elements) and an underlying data type.
2149
2150 :Syntax:
2151
2152 ::
2153
2154       [<# elements> x <elementtype>]
2155
2156 The number of elements is a constant integer value; ``elementtype`` may
2157 be any type with a size.
2158
2159 :Examples:
2160
2161 +------------------+--------------------------------------+
2162 | ``[40 x i32]``   | Array of 40 32-bit integer values.   |
2163 +------------------+--------------------------------------+
2164 | ``[41 x i32]``   | Array of 41 32-bit integer values.   |
2165 +------------------+--------------------------------------+
2166 | ``[4 x i8]``     | Array of 4 8-bit integer values.     |
2167 +------------------+--------------------------------------+
2168
2169 Here are some examples of multidimensional arrays:
2170
2171 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2172 | ``[3 x [4 x i32]]``         | 3x4 array of 32-bit integer values.                      |
2173 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2174 | ``[12 x [10 x float]]``     | 12x10 array of single precision floating point values.   |
2175 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2176 | ``[2 x [3 x [4 x i16]]]``   | 2x3x4 array of 16-bit integer values.                    |
2177 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2178
2179 There is no restriction on indexing beyond the end of the array implied
2180 by a static type (though there are restrictions on indexing beyond the
2181 bounds of an allocated object in some cases). This means that
2182 single-dimension 'variable sized array' addressing can be implemented in
2183 LLVM with a zero length array type. An implementation of 'pascal style
2184 arrays' in LLVM could use the type "``{ i32, [0 x float]}``", for
2185 example.
2186
2187 .. _t_struct:
2188
2189 Structure Type
2190 """"""""""""""
2191
2192 :Overview:
2193
2194 The structure type is used to represent a collection of data members
2195 together in memory. The elements of a structure may be any type that has
2196 a size.
2197
2198 Structures in memory are accessed using '``load``' and '``store``' by
2199 getting a pointer to a field with the '``getelementptr``' instruction.
2200 Structures in registers are accessed using the '``extractvalue``' and
2201 '``insertvalue``' instructions.
2202
2203 Structures may optionally be "packed" structures, which indicate that
2204 the alignment of the struct is one byte, and that there is no padding
2205 between the elements. In non-packed structs, padding between field types
2206 is inserted as defined by the DataLayout string in the module, which is
2207 required to match what the underlying code generator expects.
2208
2209 Structures can either be "literal" or "identified". A literal structure
2210 is defined inline with other types (e.g. ``{i32, i32}*``) whereas
2211 identified types are always defined at the top level with a name.
2212 Literal types are uniqued by their contents and can never be recursive
2213 or opaque since there is no way to write one. Identified types can be
2214 recursive, can be opaqued, and are never uniqued.
2215
2216 :Syntax:
2217
2218 ::
2219
2220       %T1 = type { <type list> }     ; Identified normal struct type
2221       %T2 = type <{ <type list> }>   ; Identified packed struct type
2222
2223 :Examples:
2224
2225 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2226 | ``{ i32, i32, i32 }``        | A triple of three ``i32`` values                                                                                                                                                      |
2227 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2228 | ``{ 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``.  |
2229 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2230 | ``<{ i8, i32 }>``            | A packed struct known to be 5 bytes in size.                                                                                                                                          |
2231 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2232
2233 .. _t_opaque:
2234
2235 Opaque Structure Types
2236 """"""""""""""""""""""
2237
2238 :Overview:
2239
2240 Opaque structure types are used to represent named structure types that
2241 do not have a body specified. This corresponds (for example) to the C
2242 notion of a forward declared structure.
2243
2244 :Syntax:
2245
2246 ::
2247
2248       %X = type opaque
2249       %52 = type opaque
2250
2251 :Examples:
2252
2253 +--------------+-------------------+
2254 | ``opaque``   | An opaque type.   |
2255 +--------------+-------------------+
2256
2257 .. _constants:
2258
2259 Constants
2260 =========
2261
2262 LLVM has several different basic types of constants. This section
2263 describes them all and their syntax.
2264
2265 Simple Constants
2266 ----------------
2267
2268 **Boolean constants**
2269     The two strings '``true``' and '``false``' are both valid constants
2270     of the ``i1`` type.
2271 **Integer constants**
2272     Standard integers (such as '4') are constants of the
2273     :ref:`integer <t_integer>` type. Negative numbers may be used with
2274     integer types.
2275 **Floating point constants**
2276     Floating point constants use standard decimal notation (e.g.
2277     123.421), exponential notation (e.g. 1.23421e+2), or a more precise
2278     hexadecimal notation (see below). The assembler requires the exact
2279     decimal value of a floating-point constant. For example, the
2280     assembler accepts 1.25 but rejects 1.3 because 1.3 is a repeating
2281     decimal in binary. Floating point constants must have a :ref:`floating
2282     point <t_floating>` type.
2283 **Null pointer constants**
2284     The identifier '``null``' is recognized as a null pointer constant
2285     and must be of :ref:`pointer type <t_pointer>`.
2286
2287 The one non-intuitive notation for constants is the hexadecimal form of
2288 floating point constants. For example, the form
2289 '``double    0x432ff973cafa8000``' is equivalent to (but harder to read
2290 than) '``double 4.5e+15``'. The only time hexadecimal floating point
2291 constants are required (and the only time that they are generated by the
2292 disassembler) is when a floating point constant must be emitted but it
2293 cannot be represented as a decimal floating point number in a reasonable
2294 number of digits. For example, NaN's, infinities, and other special
2295 values are represented in their IEEE hexadecimal format so that assembly
2296 and disassembly do not cause any bits to change in the constants.
2297
2298 When using the hexadecimal form, constants of types half, float, and
2299 double are represented using the 16-digit form shown above (which
2300 matches the IEEE754 representation for double); half and float values
2301 must, however, be exactly representable as IEEE 754 half and single
2302 precision, respectively. Hexadecimal format is always used for long
2303 double, and there are three forms of long double. The 80-bit format used
2304 by x86 is represented as ``0xK`` followed by 20 hexadecimal digits. The
2305 128-bit format used by PowerPC (two adjacent doubles) is represented by
2306 ``0xM`` followed by 32 hexadecimal digits. The IEEE 128-bit format is
2307 represented by ``0xL`` followed by 32 hexadecimal digits. Long doubles
2308 will only work if they match the long double format on your target.
2309 The IEEE 16-bit format (half precision) is represented by ``0xH``
2310 followed by 4 hexadecimal digits. All hexadecimal formats are big-endian
2311 (sign bit at the left).
2312
2313 There are no constants of type x86_mmx.
2314
2315 .. _complexconstants:
2316
2317 Complex Constants
2318 -----------------
2319
2320 Complex constants are a (potentially recursive) combination of simple
2321 constants and smaller complex constants.
2322
2323 **Structure constants**
2324     Structure constants are represented with notation similar to
2325     structure type definitions (a comma separated list of elements,
2326     surrounded by braces (``{}``)). For example:
2327     "``{ i32 4, float 17.0, i32* @G }``", where "``@G``" is declared as
2328     "``@G = external global i32``". Structure constants must have
2329     :ref:`structure type <t_struct>`, and the number and types of elements
2330     must match those specified by the type.
2331 **Array constants**
2332     Array constants are represented with notation similar to array type
2333     definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
2334     square brackets (``[]``)). For example:
2335     "``[ i32 42, i32 11, i32 74 ]``". Array constants must have
2336     :ref:`array type <t_array>`, and the number and types of elements must
2337     match those specified by the type. As a special case, character array
2338     constants may also be represented as a double-quoted string using the ``c``
2339     prefix. For example: "``c"Hello World\0A\00"``".
2340 **Vector constants**
2341     Vector constants are represented with notation similar to vector
2342     type definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
2343     less-than/greater-than's (``<>``)). For example:
2344     "``< i32 42, i32 11, i32 74, i32 100 >``". Vector constants
2345     must have :ref:`vector type <t_vector>`, and the number and types of
2346     elements must match those specified by the type.
2347 **Zero initialization**
2348     The string '``zeroinitializer``' can be used to zero initialize a
2349     value to zero of *any* type, including scalar and
2350     :ref:`aggregate <t_aggregate>` types. This is often used to avoid
2351     having to print large zero initializers (e.g. for large arrays) and
2352     is always exactly equivalent to using explicit zero initializers.
2353 **Metadata node**
2354     A metadata node is a constant tuple without types.  For example:
2355     "``!{!0, !{!2, !0}, !"test"}``".  Metadata can reference constant values,
2356     for example: "``!{!0, i32 0, i8* @global, i64 (i64)* @function, !"str"}``".
2357     Unlike other typed constants that are meant to be interpreted as part of
2358     the instruction stream, metadata is a place to attach additional
2359     information such as debug info.
2360
2361 Global Variable and Function Addresses
2362 --------------------------------------
2363
2364 The addresses of :ref:`global variables <globalvars>` and
2365 :ref:`functions <functionstructure>` are always implicitly valid
2366 (link-time) constants. These constants are explicitly referenced when
2367 the :ref:`identifier for the global <identifiers>` is used and always have
2368 :ref:`pointer <t_pointer>` type. For example, the following is a legal LLVM
2369 file:
2370
2371 .. code-block:: llvm
2372
2373     @X = global i32 17
2374     @Y = global i32 42
2375     @Z = global [2 x i32*] [ i32* @X, i32* @Y ]
2376
2377 .. _undefvalues:
2378
2379 Undefined Values
2380 ----------------
2381
2382 The string '``undef``' can be used anywhere a constant is expected, and
2383 indicates that the user of the value may receive an unspecified
2384 bit-pattern. Undefined values may be of any type (other than '``label``'
2385 or '``void``') and be used anywhere a constant is permitted.
2386
2387 Undefined values are useful because they indicate to the compiler that
2388 the program is well defined no matter what value is used. This gives the
2389 compiler more freedom to optimize. Here are some examples of
2390 (potentially surprising) transformations that are valid (in pseudo IR):
2391
2392 .. code-block:: llvm
2393
2394       %A = add %X, undef
2395       %B = sub %X, undef
2396       %C = xor %X, undef
2397     Safe:
2398       %A = undef
2399       %B = undef
2400       %C = undef
2401
2402 This is safe because all of the output bits are affected by the undef
2403 bits. Any output bit can have a zero or one depending on the input bits.
2404
2405 .. code-block:: llvm
2406
2407       %A = or %X, undef
2408       %B = and %X, undef
2409     Safe:
2410       %A = -1
2411       %B = 0
2412     Unsafe:
2413       %A = undef
2414       %B = undef
2415
2416 These logical operations have bits that are not always affected by the
2417 input. For example, if ``%X`` has a zero bit, then the output of the
2418 '``and``' operation will always be a zero for that bit, no matter what
2419 the corresponding bit from the '``undef``' is. As such, it is unsafe to
2420 optimize or assume that the result of the '``and``' is '``undef``'.
2421 However, it is safe to assume that all bits of the '``undef``' could be
2422 0, and optimize the '``and``' to 0. Likewise, it is safe to assume that
2423 all the bits of the '``undef``' operand to the '``or``' could be set,
2424 allowing the '``or``' to be folded to -1.
2425
2426 .. code-block:: llvm
2427
2428       %A = select undef, %X, %Y
2429       %B = select undef, 42, %Y
2430       %C = select %X, %Y, undef
2431     Safe:
2432       %A = %X     (or %Y)
2433       %B = 42     (or %Y)
2434       %C = %Y
2435     Unsafe:
2436       %A = undef
2437       %B = undef
2438       %C = undef
2439
2440 This set of examples shows that undefined '``select``' (and conditional
2441 branch) conditions can go *either way*, but they have to come from one
2442 of the two operands. In the ``%A`` example, if ``%X`` and ``%Y`` were
2443 both known to have a clear low bit, then ``%A`` would have to have a
2444 cleared low bit. However, in the ``%C`` example, the optimizer is
2445 allowed to assume that the '``undef``' operand could be the same as
2446 ``%Y``, allowing the whole '``select``' to be eliminated.
2447
2448 .. code-block:: llvm
2449
2450       %A = xor undef, undef
2451
2452       %B = undef
2453       %C = xor %B, %B
2454
2455       %D = undef
2456       %E = icmp slt %D, 4
2457       %F = icmp gte %D, 4
2458
2459     Safe:
2460       %A = undef
2461       %B = undef
2462       %C = undef
2463       %D = undef
2464       %E = undef
2465       %F = undef
2466
2467 This example points out that two '``undef``' operands are not
2468 necessarily the same. This can be surprising to people (and also matches
2469 C semantics) where they assume that "``X^X``" is always zero, even if
2470 ``X`` is undefined. This isn't true for a number of reasons, but the
2471 short answer is that an '``undef``' "variable" can arbitrarily change
2472 its value over its "live range". This is true because the variable
2473 doesn't actually *have a live range*. Instead, the value is logically
2474 read from arbitrary registers that happen to be around when needed, so
2475 the value is not necessarily consistent over time. In fact, ``%A`` and
2476 ``%C`` need to have the same semantics or the core LLVM "replace all
2477 uses with" concept would not hold.
2478
2479 .. code-block:: llvm
2480
2481       %A = fdiv undef, %X
2482       %B = fdiv %X, undef
2483     Safe:
2484       %A = undef
2485     b: unreachable
2486
2487 These examples show the crucial difference between an *undefined value*
2488 and *undefined behavior*. An undefined value (like '``undef``') is
2489 allowed to have an arbitrary bit-pattern. This means that the ``%A``
2490 operation can be constant folded to '``undef``', because the '``undef``'
2491 could be an SNaN, and ``fdiv`` is not (currently) defined on SNaN's.
2492 However, in the second example, we can make a more aggressive
2493 assumption: because the ``undef`` is allowed to be an arbitrary value,
2494 we are allowed to assume that it could be zero. Since a divide by zero
2495 has *undefined behavior*, we are allowed to assume that the operation
2496 does not execute at all. This allows us to delete the divide and all
2497 code after it. Because the undefined operation "can't happen", the
2498 optimizer can assume that it occurs in dead code.
2499
2500 .. code-block:: llvm
2501
2502     a:  store undef -> %X
2503     b:  store %X -> undef
2504     Safe:
2505     a: <deleted>
2506     b: unreachable
2507
2508 These examples reiterate the ``fdiv`` example: a store *of* an undefined
2509 value can be assumed to not have any effect; we can assume that the
2510 value is overwritten with bits that happen to match what was already
2511 there. However, a store *to* an undefined location could clobber
2512 arbitrary memory, therefore, it has undefined behavior.
2513
2514 .. _poisonvalues:
2515
2516 Poison Values
2517 -------------
2518
2519 Poison values are similar to :ref:`undef values <undefvalues>`, however
2520 they also represent the fact that an instruction or constant expression
2521 that cannot evoke side effects has nevertheless detected a condition
2522 that results in undefined behavior.
2523
2524 There is currently no way of representing a poison value in the IR; they
2525 only exist when produced by operations such as :ref:`add <i_add>` with
2526 the ``nsw`` flag.
2527
2528 Poison value behavior is defined in terms of value *dependence*:
2529
2530 -  Values other than :ref:`phi <i_phi>` nodes depend on their operands.
2531 -  :ref:`Phi <i_phi>` nodes depend on the operand corresponding to
2532    their dynamic predecessor basic block.
2533 -  Function arguments depend on the corresponding actual argument values
2534    in the dynamic callers of their functions.
2535 -  :ref:`Call <i_call>` instructions depend on the :ref:`ret <i_ret>`
2536    instructions that dynamically transfer control back to them.
2537 -  :ref:`Invoke <i_invoke>` instructions depend on the
2538    :ref:`ret <i_ret>`, :ref:`resume <i_resume>`, or exception-throwing
2539    call instructions that dynamically transfer control back to them.
2540 -  Non-volatile loads and stores depend on the most recent stores to all
2541    of the referenced memory addresses, following the order in the IR
2542    (including loads and stores implied by intrinsics such as
2543    :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`.)
2544 -  An instruction with externally visible side effects depends on the
2545    most recent preceding instruction with externally visible side
2546    effects, following the order in the IR. (This includes :ref:`volatile
2547    operations <volatile>`.)
2548 -  An instruction *control-depends* on a :ref:`terminator
2549    instruction <terminators>` if the terminator instruction has
2550    multiple successors and the instruction is always executed when
2551    control transfers to one of the successors, and may not be executed
2552    when control is transferred to another.
2553 -  Additionally, an instruction also *control-depends* on a terminator
2554    instruction if the set of instructions it otherwise depends on would
2555    be different if the terminator had transferred control to a different
2556    successor.
2557 -  Dependence is transitive.
2558
2559 Poison values have the same behavior as :ref:`undef values <undefvalues>`,
2560 with the additional effect that any instruction that has a *dependence*
2561 on a poison value has undefined behavior.
2562
2563 Here are some examples:
2564
2565 .. code-block:: llvm
2566
2567     entry:
2568       %poison = sub nuw i32 0, 1           ; Results in a poison value.
2569       %still_poison = and i32 %poison, 0   ; 0, but also poison.
2570       %poison_yet_again = getelementptr i32, i32* @h, i32 %still_poison
2571       store i32 0, i32* %poison_yet_again  ; memory at @h[0] is poisoned
2572
2573       store i32 %poison, i32* @g           ; Poison value stored to memory.
2574       %poison2 = load i32, i32* @g         ; Poison value loaded back from memory.
2575
2576       store volatile i32 %poison, i32* @g  ; External observation; undefined behavior.
2577
2578       %narrowaddr = bitcast i32* @g to i16*
2579       %wideaddr = bitcast i32* @g to i64*
2580       %poison3 = load i16, i16* %narrowaddr ; Returns a poison value.
2581       %poison4 = load i64, i64* %wideaddr  ; Returns a poison value.
2582
2583       %cmp = icmp slt i32 %poison, 0       ; Returns a poison value.
2584       br i1 %cmp, label %true, label %end  ; Branch to either destination.
2585
2586     true:
2587       store volatile i32 0, i32* @g        ; This is control-dependent on %cmp, so
2588                                            ; it has undefined behavior.
2589       br label %end
2590
2591     end:
2592       %p = phi i32 [ 0, %entry ], [ 1, %true ]
2593                                            ; Both edges into this PHI are
2594                                            ; control-dependent on %cmp, so this
2595                                            ; always results in a poison value.
2596
2597       store volatile i32 0, i32* @g        ; This would depend on the store in %true
2598                                            ; if %cmp is true, or the store in %entry
2599                                            ; otherwise, so this is undefined behavior.
2600
2601       br i1 %cmp, label %second_true, label %second_end
2602                                            ; The same branch again, but this time the
2603                                            ; true block doesn't have side effects.
2604
2605     second_true:
2606       ; No side effects!
2607       ret void
2608
2609     second_end:
2610       store volatile i32 0, i32* @g        ; This time, the instruction always depends
2611                                            ; on the store in %end. Also, it is
2612                                            ; control-equivalent to %end, so this is
2613                                            ; well-defined (ignoring earlier undefined
2614                                            ; behavior in this example).
2615
2616 .. _blockaddress:
2617
2618 Addresses of Basic Blocks
2619 -------------------------
2620
2621 ``blockaddress(@function, %block)``
2622
2623 The '``blockaddress``' constant computes the address of the specified
2624 basic block in the specified function, and always has an ``i8*`` type.
2625 Taking the address of the entry block is illegal.
2626
2627 This value only has defined behavior when used as an operand to the
2628 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`' instruction, or for comparisons
2629 against null. Pointer equality tests between labels addresses results in
2630 undefined behavior --- though, again, comparison against null is ok, and
2631 no label is equal to the null pointer. This may be passed around as an
2632 opaque pointer sized value as long as the bits are not inspected. This
2633 allows ``ptrtoint`` and arithmetic to be performed on these values so
2634 long as the original value is reconstituted before the ``indirectbr``
2635 instruction.
2636
2637 Finally, some targets may provide defined semantics when using the value
2638 as the operand to an inline assembly, but that is target specific.
2639
2640 .. _constantexprs:
2641
2642 Constant Expressions
2643 --------------------
2644
2645 Constant expressions are used to allow expressions involving other
2646 constants to be used as constants. Constant expressions may be of any
2647 :ref:`first class <t_firstclass>` type and may involve any LLVM operation
2648 that does not have side effects (e.g. load and call are not supported).
2649 The following is the syntax for constant expressions:
2650
2651 ``trunc (CST to TYPE)``
2652     Truncate a constant to another type. The bit size of CST must be
2653     larger than the bit size of TYPE. Both types must be integers.
2654 ``zext (CST to TYPE)``
2655     Zero extend a constant to another type. The bit size of CST must be
2656     smaller than the bit size of TYPE. Both types must be integers.
2657 ``sext (CST to TYPE)``
2658     Sign extend a constant to another type. The bit size of CST must be
2659     smaller than the bit size of TYPE. Both types must be integers.
2660 ``fptrunc (CST to TYPE)``
2661     Truncate a floating point constant to another floating point type.
2662     The size of CST must be larger than the size of TYPE. Both types
2663     must be floating point.
2664 ``fpext (CST to TYPE)``
2665     Floating point extend a constant to another type. The size of CST
2666     must be smaller or equal to the size of TYPE. Both types must be
2667     floating point.
2668 ``fptoui (CST to TYPE)``
2669     Convert a floating point constant to the corresponding unsigned
2670     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
2671     must be of scalar or vector floating point type. Both CST and TYPE
2672     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
2673     value won't fit in the integer type, the results are undefined.
2674 ``fptosi (CST to TYPE)``
2675     Convert a floating point constant to the corresponding signed
2676     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
2677     must be of scalar or vector floating point type. Both CST and TYPE
2678     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
2679     value won't fit in the integer type, the results are undefined.
2680 ``uitofp (CST to TYPE)``
2681     Convert an unsigned integer constant to the corresponding floating
2682     point constant. TYPE must be a scalar or vector floating point type.
2683     CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
2684     be scalars, or vectors of the same number of elements. If the value
2685     won't fit in the floating point type, the results are undefined.
2686 ``sitofp (CST to TYPE)``
2687     Convert a signed integer constant to the corresponding floating
2688     point constant. TYPE must be a scalar or vector floating point type.
2689     CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
2690     be scalars, or vectors of the same number of elements. If the value
2691     won't fit in the floating point type, the results are undefined.
2692 ``ptrtoint (CST to TYPE)``
2693     Convert a pointer typed constant to the corresponding integer
2694     constant. ``TYPE`` must be an integer type. ``CST`` must be of
2695     pointer type. The ``CST`` value is zero extended, truncated, or
2696     unchanged to make it fit in ``TYPE``.
2697 ``inttoptr (CST to TYPE)``
2698     Convert an integer constant to a pointer constant. TYPE must be a
2699     pointer type. CST must be of integer type. The CST value is zero
2700     extended, truncated, or unchanged to make it fit in a pointer size.
2701     This one is *really* dangerous!
2702 ``bitcast (CST to TYPE)``
2703     Convert a constant, CST, to another TYPE. The constraints of the
2704     operands are the same as those for the :ref:`bitcast
2705     instruction <i_bitcast>`.
2706 ``addrspacecast (CST to TYPE)``
2707     Convert a constant pointer or constant vector of pointer, CST, to another
2708     TYPE in a different address space. The constraints of the operands are the
2709     same as those for the :ref:`addrspacecast instruction <i_addrspacecast>`.
2710 ``getelementptr (TY, CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``, ``getelementptr inbounds (TY, CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``
2711     Perform the :ref:`getelementptr operation <i_getelementptr>` on
2712     constants. As with the :ref:`getelementptr <i_getelementptr>`
2713     instruction, the index list may have zero or more indexes, which are
2714     required to make sense for the type of "pointer to TY".
2715 ``select (COND, VAL1, VAL2)``
2716     Perform the :ref:`select operation <i_select>` on constants.
2717 ``icmp COND (VAL1, VAL2)``
2718     Performs the :ref:`icmp operation <i_icmp>` on constants.
2719 ``fcmp COND (VAL1, VAL2)``
2720     Performs the :ref:`fcmp operation <i_fcmp>` on constants.
2721 ``extractelement (VAL, IDX)``
2722     Perform the :ref:`extractelement operation <i_extractelement>` on
2723     constants.
2724 ``insertelement (VAL, ELT, IDX)``
2725     Perform the :ref:`insertelement operation <i_insertelement>` on
2726     constants.
2727 ``shufflevector (VEC1, VEC2, IDXMASK)``
2728     Perform the :ref:`shufflevector operation <i_shufflevector>` on
2729     constants.
2730 ``extractvalue (VAL, IDX0, IDX1, ...)``
2731     Perform the :ref:`extractvalue operation <i_extractvalue>` on
2732     constants. The index list is interpreted in a similar manner as
2733     indices in a ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At
2734     least one index value must be specified.
2735 ``insertvalue (VAL, ELT, IDX0, IDX1, ...)``
2736     Perform the :ref:`insertvalue operation <i_insertvalue>` on constants.
2737     The index list is interpreted in a similar manner as indices in a
2738     ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At least one index
2739     value must be specified.
2740 ``OPCODE (LHS, RHS)``
2741     Perform the specified operation of the LHS and RHS constants. OPCODE
2742     may be any of the :ref:`binary <binaryops>` or :ref:`bitwise
2743     binary <bitwiseops>` operations. The constraints on operands are
2744     the same as those for the corresponding instruction (e.g. no bitwise
2745     operations on floating point values are allowed).
2746
2747 Other Values
2748 ============
2749
2750 .. _inlineasmexprs:
2751
2752 Inline Assembler Expressions
2753 ----------------------------
2754
2755 LLVM supports inline assembler expressions (as opposed to :ref:`Module-Level
2756 Inline Assembly <moduleasm>`) through the use of a special value. This
2757 value represents the inline assembler as a string (containing the
2758 instructions to emit), a list of operand constraints (stored as a
2759 string), a flag that indicates whether or not the inline asm expression
2760 has side effects, and a flag indicating whether the function containing
2761 the asm needs to align its stack conservatively. An example inline
2762 assembler expression is:
2763
2764 .. code-block:: llvm
2765
2766     i32 (i32) asm "bswap $0", "=r,r"
2767
2768 Inline assembler expressions may **only** be used as the callee operand
2769 of a :ref:`call <i_call>` or an :ref:`invoke <i_invoke>` instruction.
2770 Thus, typically we have:
2771
2772 .. code-block:: llvm
2773
2774     %X = call i32 asm "bswap $0", "=r,r"(i32 %Y)
2775
2776 Inline asms with side effects not visible in the constraint list must be
2777 marked as having side effects. This is done through the use of the
2778 '``sideeffect``' keyword, like so:
2779
2780 .. code-block:: llvm
2781
2782     call void asm sideeffect "eieio", ""()
2783
2784 In some cases inline asms will contain code that will not work unless
2785 the stack is aligned in some way, such as calls or SSE instructions on
2786 x86, yet will not contain code that does that alignment within the asm.
2787 The compiler should make conservative assumptions about what the asm
2788 might contain and should generate its usual stack alignment code in the
2789 prologue if the '``alignstack``' keyword is present:
2790
2791 .. code-block:: llvm
2792
2793     call void asm alignstack "eieio", ""()
2794
2795 Inline asms also support using non-standard assembly dialects. The
2796 assumed dialect is ATT. When the '``inteldialect``' keyword is present,
2797 the inline asm is using the Intel dialect. Currently, ATT and Intel are
2798 the only supported dialects. An example is:
2799
2800 .. code-block:: llvm
2801
2802     call void asm inteldialect "eieio", ""()
2803
2804 If multiple keywords appear the '``sideeffect``' keyword must come
2805 first, the '``alignstack``' keyword second and the '``inteldialect``'
2806 keyword last.
2807
2808 Inline Asm Metadata
2809 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2810
2811 The call instructions that wrap inline asm nodes may have a
2812 "``!srcloc``" MDNode attached to it that contains a list of constant
2813 integers. If present, the code generator will use the integer as the
2814 location cookie value when report errors through the ``LLVMContext``
2815 error reporting mechanisms. This allows a front-end to correlate backend
2816 errors that occur with inline asm back to the source code that produced
2817 it. For example:
2818
2819 .. code-block:: llvm
2820
2821     call void asm sideeffect "something bad", ""(), !srcloc !42
2822     ...
2823     !42 = !{ i32 1234567 }
2824
2825 It is up to the front-end to make sense of the magic numbers it places
2826 in the IR. If the MDNode contains multiple constants, the code generator
2827 will use the one that corresponds to the line of the asm that the error
2828 occurs on.
2829
2830 .. _metadata:
2831
2832 Metadata
2833 ========
2834
2835 LLVM IR allows metadata to be attached to instructions in the program
2836 that can convey extra information about the code to the optimizers and
2837 code generator. One example application of metadata is source-level
2838 debug information. There are two metadata primitives: strings and nodes.
2839
2840 Metadata does not have a type, and is not a value.  If referenced from a
2841 ``call`` instruction, it uses the ``metadata`` type.
2842
2843 All metadata are identified in syntax by a exclamation point ('``!``').
2844
2845 .. _metadata-string:
2846
2847 Metadata Nodes and Metadata Strings
2848 -----------------------------------
2849
2850 A metadata string is a string surrounded by double quotes. It can
2851 contain any character by escaping non-printable characters with
2852 "``\xx``" where "``xx``" is the two digit hex code. For example:
2853 "``!"test\00"``".
2854
2855 Metadata nodes are represented with notation similar to structure
2856 constants (a comma separated list of elements, surrounded by braces and
2857 preceded by an exclamation point). Metadata nodes can have any values as
2858 their operand. For example:
2859
2860 .. code-block:: llvm
2861
2862     !{ !"test\00", i32 10}
2863
2864 Metadata nodes that aren't uniqued use the ``distinct`` keyword. For example:
2865
2866 .. code-block:: llvm
2867
2868     !0 = distinct !{!"test\00", i32 10}
2869
2870 ``distinct`` nodes are useful when nodes shouldn't be merged based on their
2871 content.  They can also occur when transformations cause uniquing collisions
2872 when metadata operands change.
2873
2874 A :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` is a collection of
2875 metadata nodes, which can be looked up in the module symbol table. For
2876 example:
2877
2878 .. code-block:: llvm
2879
2880     !foo = !{!4, !3}
2881
2882 Metadata can be used as function arguments. Here ``llvm.dbg.value``
2883 function is using two metadata arguments:
2884
2885 .. code-block:: llvm
2886
2887     call void @llvm.dbg.value(metadata !24, i64 0, metadata !25)
2888
2889 Metadata can be attached with an instruction. Here metadata ``!21`` is
2890 attached to the ``add`` instruction using the ``!dbg`` identifier:
2891
2892 .. code-block:: llvm
2893
2894     %indvar.next = add i64 %indvar, 1, !dbg !21
2895
2896 More information about specific metadata nodes recognized by the
2897 optimizers and code generator is found below.
2898
2899 Specialized Metadata Nodes
2900 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2901
2902 Specialized metadata nodes are custom data structures in metadata (as opposed
2903 to generic tuples).  Their fields are labelled, and can be specified in any
2904 order.
2905
2906 These aren't inherently debug info centric, but currently all the specialized
2907 metadata nodes are related to debug info.
2908
2909 MDCompileUnit
2910 """""""""""""
2911
2912 ``MDCompileUnit`` nodes represent a compile unit.  The ``enums:``,
2913 ``retainedTypes:``, ``subprograms:``, ``globals:`` and ``imports:`` fields are
2914 tuples containing the debug info to be emitted along with the compile unit,
2915 regardless of code optimizations (some nodes are only emitted if there are
2916 references to them from instructions).
2917
2918 .. code-block:: llvm
2919
2920     !0 = !MDCompileUnit(language: DW_LANG_C99, file: !1, producer: "clang",
2921                         isOptimized: true, flags: "-O2", runtimeVersion: 2,
2922                         splitDebugFilename: "abc.debug", emissionKind: 1,
2923                         enums: !2, retainedTypes: !3, subprograms: !4,
2924                         globals: !5, imports: !6)
2925
2926 MDFile
2927 """"""
2928
2929 ``MDFile`` nodes represent files.  The ``filename:`` can include slashes.
2930
2931 .. code-block:: llvm
2932
2933     !0 = !MDFile(filename: "path/to/file", directory: "/path/to/dir")
2934
2935 .. _MDLocation:
2936
2937 MDBasicType
2938 """""""""""
2939
2940 ``MDBasicType`` nodes represent primitive types.  ``tag:`` defaults to
2941 ``DW_TAG_base_type``.
2942
2943 .. code-block:: llvm
2944
2945     !0 = !MDBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
2946                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
2947     !1 = !MDBasicType(tag: DW_TAG_unspecified_type, name: "decltype(nullptr)")
2948
2949 .. _MDSubroutineType:
2950
2951 MDSubroutineType
2952 """"""""""""""""
2953
2954 ``MDSubroutineType`` nodes represent subroutine types.  Their ``types:`` field
2955 refers to a tuple; the first operand is the return type, while the rest are the
2956 types of the formal arguments in order.  If the first operand is ``null``, that
2957 represents a function with no return value (such as ``void foo() {}`` in C++).
2958
2959 .. code-block:: llvm
2960
2961     !0 = !BasicType(name: "int", size: 32, align: 32, DW_ATE_signed)
2962     !1 = !BasicType(name: "char", size: 8, align: 8, DW_ATE_signed_char)
2963     !2 = !MDSubroutineType(types: !{null, !0, !1}) ; void (int, char)
2964
2965 MDDerivedType
2966 """""""""""""
2967
2968 ``MDDerivedType`` nodes represent types derived from other types, such as
2969 qualified types.
2970
2971 .. code-block:: llvm
2972
2973     !0 = !MDBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
2974                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
2975     !1 = !MDDerivedType(tag: DW_TAG_pointer_type, baseType: !0, size: 32,
2976                         align: 32)
2977
2978 .. _MDCompositeType:
2979
2980 MDCompositeType
2981 """""""""""""""
2982
2983 ``MDCompositeType`` nodes represent types composed of other types, like
2984 structures and unions.  ``elements:`` points to a tuple of the composed types.
2985
2986 If the source language supports ODR, the ``identifier:`` field gives the unique
2987 identifier used for type merging between modules.  When specified, other types
2988 can refer to composite types indirectly via a :ref:`metadata string
2989 <metadata-string>` that matches their identifier.
2990
2991 .. code-block:: llvm
2992
2993     !0 = !MDEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
2994     !1 = !MDEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
2995     !2 = !MDEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
2996     !3 = !MDCompositeType(tag: DW_TAG_enumeration_type, name: "Enum", file: !12,
2997                           line: 2, size: 32, align: 32, identifier: "_M4Enum",
2998                           elements: !{!0, !1, !2})
2999
3000 MDSubrange
3001 """"""""""
3002
3003 ``MDSubrange`` nodes are the elements for ``DW_TAG_array_type`` variants of
3004 :ref:`MDCompositeType`.  ``count: -1`` indicates an empty array.
3005
3006 .. code-block:: llvm
3007
3008     !0 = !MDSubrange(count: 5, lowerBound: 0) ; array counting from 0
3009     !1 = !MDSubrange(count: 5, lowerBound: 1) ; array counting from 1
3010     !2 = !MDSubrange(count: -1) ; empty array.
3011
3012 MDEnumerator
3013 """"""""""""
3014
3015 ``MDEnumerator`` nodes are the elements for ``DW_TAG_enumeration_type``
3016 variants of :ref:`MDCompositeType`.
3017
3018 .. code-block:: llvm
3019
3020     !0 = !MDEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
3021     !1 = !MDEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
3022     !2 = !MDEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
3023
3024 MDTemplateTypeParameter
3025 """""""""""""""""""""""
3026
3027 ``MDTemplateTypeParameter`` nodes represent type parameters to generic source
3028 language constructs.  They are used (optionally) in :ref:`MDCompositeType` and
3029 :ref:`MDSubprogram` ``templateParams:`` fields.
3030
3031 .. code-block:: llvm
3032
3033     !0 = !MDTemplateTypeParameter(name: "Ty", type: !1)
3034
3035 MDTemplateValueParameter
3036 """"""""""""""""""""""""
3037
3038 ``MDTemplateValueParameter`` nodes represent value parameters to generic source
3039 language constructs.  ``tag:`` defaults to ``DW_TAG_template_value_parameter``,
3040 but if specified can also be set to ``DW_TAG_GNU_template_template_param`` or
3041 ``DW_TAG_GNU_template_param_pack``.  They are used (optionally) in
3042 :ref:`MDCompositeType` and :ref:`MDSubprogram` ``templateParams:`` fields.
3043
3044 .. code-block:: llvm
3045
3046     !0 = !MDTemplateValueParameter(name: "Ty", type: !1, value: i32 7)
3047
3048 MDNamespace
3049 """""""""""
3050
3051 ``MDNamespace`` nodes represent namespaces in the source language.
3052
3053 .. code-block:: llvm
3054
3055     !0 = !MDNamespace(name: "myawesomeproject", scope: !1, file: !2, line: 7)
3056
3057 MDGlobalVariable
3058 """"""""""""""""
3059
3060 ``MDGlobalVariable`` nodes represent global variables in the source language.
3061
3062 .. code-block:: llvm
3063
3064     !0 = !MDGlobalVariable(name: "foo", linkageName: "foo", scope: !1,
3065                            file: !2, line: 7, type: !3, isLocal: true,
3066                            isDefinition: false, variable: i32* @foo,
3067                            declaration: !4)
3068
3069 .. _MDSubprogram:
3070
3071 MDSubprogram
3072 """"""""""""
3073
3074 ``MDSubprogram`` nodes represent functions from the source language.  The
3075 ``variables:`` field points at :ref:`variables <MDLocalVariable>` that must be
3076 retained, even if their IR counterparts are optimized out of the IR.  The
3077 ``type:`` field must point at an :ref:`MDSubroutineType`.
3078
3079 .. code-block:: llvm
3080
3081     !0 = !MDSubprogram(name: "foo", linkageName: "_Zfoov", scope: !1,
3082                        file: !2, line: 7, type: !3, isLocal: true,
3083                        isDefinition: false, scopeLine: 8, containingType: !4,
3084                        virtuality: DW_VIRTUALITY_pure_virtual, virtualIndex: 10,
3085                        flags: DIFlagPrototyped, isOptimized: true,
3086                        function: void ()* @_Z3foov,
3087                        templateParams: !5, declaration: !6, variables: !7)
3088
3089 .. _MDLexicalBlock:
3090
3091 MDLexicalBlock
3092 """"""""""""""
3093
3094 ``MDLexicalBlock`` nodes represent lexical blocks in the source language (a
3095 scope).
3096
3097 .. code-block:: llvm
3098
3099     !0 = !MDLexicalBlock(scope: !1, file: !2, line: 7, column: 35)
3100
3101 .. _MDLexicalBlockFile:
3102
3103 MDLexicalBlockFile
3104 """"""""""""""""""
3105
3106 ``MDLexicalBlockFile`` nodes are used to discriminate between sections of a
3107 :ref:`lexical block <MDLexicalBlock>`.  The ``file:`` field can be changed to
3108 indicate textual inclusion, or the ``discriminator:`` field can be used to
3109 discriminate between control flow within a single block in the source language.
3110
3111 .. code-block:: llvm
3112
3113     !0 = !MDLexicalBlock(scope: !3, file: !4, line: 7, column: 35)
3114     !1 = !MDLexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 0)
3115     !2 = !MDLexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 1)
3116
3117 MDLocation
3118 """"""""""
3119
3120 ``MDLocation`` nodes represent source debug locations.  The ``scope:`` field is
3121 mandatory, and points at an :ref:`MDLexicalBlockFile`, an
3122 :ref:`MDLexicalBlock`, or an :ref:`MDSubprogram`.
3123
3124 .. code-block:: llvm
3125
3126     !0 = !MDLocation(line: 2900, column: 42, scope: !1, inlinedAt: !2)
3127
3128 .. _MDLocalVariable:
3129
3130 MDLocalVariable
3131 """""""""""""""
3132
3133 ``MDLocalVariable`` nodes represent local variables in the source language.
3134 Instead of ``DW_TAG_variable``, they use LLVM-specific fake tags to
3135 discriminate between local variables (``DW_TAG_auto_variable``) and subprogram
3136 arguments (``DW_TAG_arg_variable``).  In the latter case, the ``arg:`` field
3137 specifies the argument position, and this variable will be included in the
3138 ``variables:`` field of its :ref:`MDSubprogram`.
3139
3140 If set, the ``inlinedAt:`` field points at an :ref:`MDLocation`, and the
3141 variable represents an inlined version of a variable (with all other fields
3142 duplicated from the non-inlined version).
3143
3144 .. code-block:: llvm
3145
3146     !0 = !MDLocalVariable(tag: DW_TAG_arg_variable, name: "this", arg: 0,
3147                           scope: !3, file: !2, line: 7, type: !3,
3148                           flags: DIFlagArtificial, inlinedAt: !4)
3149     !1 = !MDLocalVariable(tag: DW_TAG_arg_variable, name: "x", arg: 1,
3150                           scope: !4, file: !2, line: 7, type: !3,
3151                           inlinedAt: !6)
3152     !1 = !MDLocalVariable(tag: DW_TAG_auto_variable, name: "y",
3153                           scope: !5, file: !2, line: 7, type: !3,
3154                           inlinedAt: !6)
3155
3156 MDExpression
3157 """"""""""""
3158
3159 ``MDExpression`` nodes represent DWARF expression sequences.  They are used in
3160 :ref:`debug intrinsics<dbg_intrinsics>` (such as ``llvm.dbg.declare``) to
3161 describe how the referenced LLVM variable relates to the source language
3162 variable.
3163
3164 The current supported vocabulary is limited:
3165
3166 - ``DW_OP_deref`` dereferences the working expression.
3167 - ``DW_OP_plus, 93`` adds ``93`` to the working expression.
3168 - ``DW_OP_bit_piece, 16, 8`` specifies the offset and size (``16`` and ``8``
3169   here, respectively) of the variable piece from the working expression.
3170
3171 .. code-block:: llvm
3172
3173     !0 = !MDExpression(DW_OP_deref)
3174     !1 = !MDExpression(DW_OP_plus, 3)
3175     !2 = !MDExpression(DW_OP_bit_piece, 3, 7)
3176     !3 = !MDExpression(DW_OP_deref, DW_OP_plus, 3, DW_OP_bit_piece, 3, 7)
3177
3178 MDObjCProperty
3179 """"""""""""""
3180
3181 ``MDObjCProperty`` nodes represent Objective-C property nodes.
3182
3183 .. code-block:: llvm
3184
3185     !3 = !MDObjCProperty(name: "foo", file: !1, line: 7, setter: "setFoo",
3186                          getter: "getFoo", attributes: 7, type: !2)
3187
3188 MDImportedEntity
3189 """"""""""""""""
3190
3191 ``MDImportedEntity`` nodes represent entities (such as modules) imported into a
3192 compile unit.
3193
3194 .. code-block:: llvm
3195
3196    !2 = !MDImportedEntity(tag: DW_TAG_imported_module, name: "foo", scope: !0,
3197                           entity: !1, line: 7)
3198
3199 '``tbaa``' Metadata
3200 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3201
3202 In LLVM IR, memory does not have types, so LLVM's own type system is not
3203 suitable for doing TBAA. Instead, metadata is added to the IR to
3204 describe a type system of a higher level language. This can be used to
3205 implement typical C/C++ TBAA, but it can also be used to implement
3206 custom alias analysis behavior for other languages.
3207
3208 The current metadata format is very simple. TBAA metadata nodes have up
3209 to three fields, e.g.:
3210
3211 .. code-block:: llvm
3212
3213     !0 = !{ !"an example type tree" }
3214     !1 = !{ !"int", !0 }
3215     !2 = !{ !"float", !0 }
3216     !3 = !{ !"const float", !2, i64 1 }
3217
3218 The first field is an identity field. It can be any value, usually a
3219 metadata string, which uniquely identifies the type. The most important
3220 name in the tree is the name of the root node. Two trees with different
3221 root node names are entirely disjoint, even if they have leaves with
3222 common names.
3223
3224 The second field identifies the type's parent node in the tree, or is
3225 null or omitted for a root node. A type is considered to alias all of
3226 its descendants and all of its ancestors in the tree. Also, a type is
3227 considered to alias all types in other trees, so that bitcode produced
3228 from multiple front-ends is handled conservatively.
3229
3230 If the third field is present, it's an integer which if equal to 1
3231 indicates that the type is "constant" (meaning
3232 ``pointsToConstantMemory`` should return true; see `other useful
3233 AliasAnalysis methods <AliasAnalysis.html#OtherItfs>`_).
3234
3235 '``tbaa.struct``' Metadata
3236 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3237
3238 The :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>` is often used to implement
3239 aggregate assignment operations in C and similar languages, however it
3240 is defined to copy a contiguous region of memory, which is more than
3241 strictly necessary for aggregate types which contain holes due to
3242 padding. Also, it doesn't contain any TBAA information about the fields
3243 of the aggregate.
3244
3245 ``!tbaa.struct`` metadata can describe which memory subregions in a
3246 memcpy are padding and what the TBAA tags of the struct are.
3247
3248 The current metadata format is very simple. ``!tbaa.struct`` metadata
3249 nodes are a list of operands which are in conceptual groups of three.
3250 For each group of three, the first operand gives the byte offset of a
3251 field in bytes, the second gives its size in bytes, and the third gives
3252 its tbaa tag. e.g.:
3253
3254 .. code-block:: llvm
3255
3256     !4 = !{ i64 0, i64 4, !1, i64 8, i64 4, !2 }
3257
3258 This describes a struct with two fields. The first is at offset 0 bytes
3259 with size 4 bytes, and has tbaa tag !1. The second is at offset 8 bytes
3260 and has size 4 bytes and has tbaa tag !2.
3261
3262 Note that the fields need not be contiguous. In this example, there is a
3263 4 byte gap between the two fields. This gap represents padding which
3264 does not carry useful data and need not be preserved.
3265
3266 '``noalias``' and '``alias.scope``' Metadata
3267 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3268
3269 ``noalias`` and ``alias.scope`` metadata provide the ability to specify generic
3270 noalias memory-access sets. This means that some collection of memory access
3271 instructions (loads, stores, memory-accessing calls, etc.) that carry
3272 ``noalias`` metadata can specifically be specified not to alias with some other
3273 collection of memory access instructions that carry ``alias.scope`` metadata.
3274 Each type of metadata specifies a list of scopes where each scope has an id and
3275 a domain. When evaluating an aliasing query, if for some some domain, the set
3276 of scopes with that domain in one instruction's ``alias.scope`` list is a
3277 subset of (or equal to) the set of scopes for that domain in another
3278 instruction's ``noalias`` list, then the two memory accesses are assumed not to
3279 alias.
3280
3281 The metadata identifying each domain is itself a list containing one or two
3282 entries. The first entry is the name of the domain. Note that if the name is a
3283 string then it can be combined accross functions and translation units. A
3284 self-reference can be used to create globally unique domain names. A
3285 descriptive string may optionally be provided as a second list entry.
3286
3287 The metadata identifying each scope is also itself a list containing two or
3288 three entries. The first entry is the name of the scope. Note that if the name
3289 is a string then it can be combined accross functions and translation units. A
3290 self-reference can be used to create globally unique scope names. A metadata
3291 reference to the scope's domain is the second entry. A descriptive string may
3292 optionally be provided as a third list entry.
3293
3294 For example,
3295
3296 .. code-block:: llvm
3297
3298     ; Two scope domains:
3299     !0 = !{!0}
3300     !1 = !{!1}
3301
3302     ; Some scopes in these domains:
3303     !2 = !{!2, !0}
3304     !3 = !{!3, !0}
3305     !4 = !{!4, !1}
3306
3307     ; Some scope lists:
3308     !5 = !{!4} ; A list containing only scope !4
3309     !6 = !{!4, !3, !2}
3310     !7 = !{!3}
3311
3312     ; These two instructions don't alias:
3313     %0 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
3314     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !5
3315
3316     ; These two instructions also don't alias (for domain !1, the set of scopes
3317     ; in the !alias.scope equals that in the !noalias list):
3318     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
3319     store float %2, float* %arrayidx.i2, align 4, !noalias !6
3320
3321     ; These two instructions don't alias (for domain !0, the set of scopes in
3322     ; the !noalias list is not a superset of, or equal to, the scopes in the
3323     ; !alias.scope list):
3324     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !6
3325     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !7
3326
3327 '``fpmath``' Metadata
3328 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3329
3330 ``fpmath`` metadata may be attached to any instruction of floating point
3331 type. It can be used to express the maximum acceptable error in the
3332 result of that instruction, in ULPs, thus potentially allowing the
3333 compiler to use a more efficient but less accurate method of computing
3334 it. ULP is defined as follows:
3335
3336     If ``x`` is a real number that lies between two finite consecutive
3337     floating-point numbers ``a`` and ``b``, without being equal to one
3338     of them, then ``ulp(x) = |b - a|``, otherwise ``ulp(x)`` is the
3339     distance between the two non-equal finite floating-point numbers
3340     nearest ``x``. Moreover, ``ulp(NaN)`` is ``NaN``.
3341
3342 The metadata node shall consist of a single positive floating point
3343 number representing the maximum relative error, for example:
3344
3345 .. code-block:: llvm
3346
3347     !0 = !{ float 2.5 } ; maximum acceptable inaccuracy is 2.5 ULPs
3348
3349 .. _range-metadata:
3350
3351 '``range``' Metadata
3352 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3353
3354 ``range`` metadata may be attached only to ``load``, ``call`` and ``invoke`` of
3355 integer types. It expresses the possible ranges the loaded value or the value
3356 returned by the called function at this call site is in. The ranges are
3357 represented with a flattened list of integers. The loaded value or the value
3358 returned is known to be in the union of the ranges defined by each consecutive
3359 pair. Each pair has the following properties:
3360
3361 -  The type must match the type loaded by the instruction.
3362 -  The pair ``a,b`` represents the range ``[a,b)``.
3363 -  Both ``a`` and ``b`` are constants.
3364 -  The range is allowed to wrap.
3365 -  The range should not represent the full or empty set. That is,
3366    ``a!=b``.
3367
3368 In addition, the pairs must be in signed order of the lower bound and
3369 they must be non-contiguous.
3370
3371 Examples:
3372
3373 .. code-block:: llvm
3374
3375       %a = load i8, i8* %x, align 1, !range !0 ; Can only be 0 or 1
3376       %b = load i8, i8* %y, align 1, !range !1 ; Can only be 255 (-1), 0 or 1
3377       %c = call i8 @foo(),       !range !2 ; Can only be 0, 1, 3, 4 or 5
3378       %d = invoke i8 @bar() to label %cont
3379              unwind label %lpad, !range !3 ; Can only be -2, -1, 3, 4 or 5
3380     ...
3381     !0 = !{ i8 0, i8 2 }
3382     !1 = !{ i8 255, i8 2 }
3383     !2 = !{ i8 0, i8 2, i8 3, i8 6 }
3384     !3 = !{ i8 -2, i8 0, i8 3, i8 6 }
3385
3386 '``llvm.loop``'
3387 ^^^^^^^^^^^^^^^
3388
3389 It is sometimes useful to attach information to loop constructs. Currently,
3390 loop metadata is implemented as metadata attached to the branch instruction
3391 in the loop latch block. This type of metadata refer to a metadata node that is
3392 guaranteed to be separate for each loop. The loop identifier metadata is
3393 specified with the name ``llvm.loop``.
3394
3395 The loop identifier metadata is implemented using a metadata that refers to
3396 itself to avoid merging it with any other identifier metadata, e.g.,
3397 during module linkage or function inlining. That is, each loop should refer
3398 to their own identification metadata even if they reside in separate functions.
3399 The following example contains loop identifier metadata for two separate loop
3400 constructs:
3401
3402 .. code-block:: llvm
3403
3404     !0 = !{!0}
3405     !1 = !{!1}
3406
3407 The loop identifier metadata can be used to specify additional
3408 per-loop metadata. Any operands after the first operand can be treated
3409 as user-defined metadata. For example the ``llvm.loop.unroll.count``
3410 suggests an unroll factor to the loop unroller:
3411
3412 .. code-block:: llvm
3413
3414       br i1 %exitcond, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !0
3415     ...
3416     !0 = !{!0, !1}
3417     !1 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
3418
3419 '``llvm.loop.vectorize``' and '``llvm.loop.interleave``'
3420 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3421
3422 Metadata prefixed with ``llvm.loop.vectorize`` or ``llvm.loop.interleave`` are
3423 used to control per-loop vectorization and interleaving parameters such as
3424 vectorization width and interleave count.  These metadata should be used in
3425 conjunction with ``llvm.loop`` loop identification metadata.  The
3426 ``llvm.loop.vectorize`` and ``llvm.loop.interleave`` metadata are only
3427 optimization hints and the optimizer will only interleave and vectorize loops if
3428 it believes it is safe to do so.  The ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata
3429 which contains information about loop-carried memory dependencies can be helpful
3430 in determining the safety of these transformations.
3431
3432 '``llvm.loop.interleave.count``' Metadata
3433 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3434
3435 This metadata suggests an interleave count to the loop interleaver.
3436 The first operand is the string ``llvm.loop.interleave.count`` and the
3437 second operand is an integer specifying the interleave count. For
3438 example:
3439
3440 .. code-block:: llvm
3441
3442    !0 = !{!"llvm.loop.interleave.count", i32 4}
3443
3444 Note that setting ``llvm.loop.interleave.count`` to 1 disables interleaving
3445 multiple iterations of the loop.  If ``llvm.loop.interleave.count`` is set to 0
3446 then the interleave count will be determined automatically.
3447
3448 '``llvm.loop.vectorize.enable``' Metadata
3449 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3450
3451 This metadata selectively enables or disables vectorization for the loop. The
3452 first operand is the string ``llvm.loop.vectorize.enable`` and the second operand
3453 is a bit.  If the bit operand value is 1 vectorization is enabled. A value of
3454 0 disables vectorization:
3455
3456 .. code-block:: llvm
3457
3458    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 0}
3459    !1 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 1}
3460
3461 '``llvm.loop.vectorize.width``' Metadata
3462 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3463
3464 This metadata sets the target width of the vectorizer. The first
3465 operand is the string ``llvm.loop.vectorize.width`` and the second
3466 operand is an integer specifying the width. For example:
3467
3468 .. code-block:: llvm
3469
3470    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.width", i32 4}
3471
3472 Note that setting ``llvm.loop.vectorize.width`` to 1 disables
3473 vectorization of the loop.  If ``llvm.loop.vectorize.width`` is set to
3474 0 or if the loop does not have this metadata the width will be
3475 determined automatically.
3476
3477 '``llvm.loop.unroll``'
3478 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3479
3480 Metadata prefixed with ``llvm.loop.unroll`` are loop unrolling
3481 optimization hints such as the unroll factor. ``llvm.loop.unroll``
3482 metadata should be used in conjunction with ``llvm.loop`` loop
3483 identification metadata. The ``llvm.loop.unroll`` metadata are only
3484 optimization hints and the unrolling will only be performed if the
3485 optimizer believes it is safe to do so.
3486
3487 '``llvm.loop.unroll.count``' Metadata
3488 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3489
3490 This metadata suggests an unroll factor to the loop unroller. The
3491 first operand is the string ``llvm.loop.unroll.count`` and the second
3492 operand is a positive integer specifying the unroll factor. For
3493 example:
3494
3495 .. code-block:: llvm
3496
3497    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
3498
3499 If the trip count of the loop is less than the unroll count the loop
3500 will be partially unrolled.
3501
3502 '``llvm.loop.unroll.disable``' Metadata
3503 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3504
3505 This metadata either disables loop unrolling. The metadata has a single operand
3506 which is the string ``llvm.loop.unroll.disable``.  For example:
3507
3508 .. code-block:: llvm
3509
3510    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}
3511
3512 '``llvm.loop.unroll.runtime.disable``' Metadata
3513 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3514
3515 This metadata either disables runtime loop unrolling. The metadata has a single
3516 operand which is the string ``llvm.loop.unroll.runtime.disable``.  For example:
3517
3518 .. code-block:: llvm
3519
3520    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
3521
3522 '``llvm.loop.unroll.full``' Metadata
3523 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3524
3525 This metadata either suggests that the loop should be unrolled fully. The
3526 metadata has a single operand which is the string ``llvm.loop.unroll.disable``.
3527 For example:
3528
3529 .. code-block:: llvm
3530
3531    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.full"}
3532
3533 '``llvm.mem``'
3534 ^^^^^^^^^^^^^^^
3535
3536 Metadata types used to annotate memory accesses with information helpful
3537 for optimizations are prefixed with ``llvm.mem``.
3538
3539 '``llvm.mem.parallel_loop_access``' Metadata
3540 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3541
3542 The ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata refers to a loop identifier, 
3543 or metadata containing a list of loop identifiers for nested loops. 
3544 The metadata is attached to memory accessing instructions and denotes that 
3545 no loop carried memory dependence exist between it and other instructions denoted 
3546 with the same loop identifier.
3547
3548 Precisely, given two instructions ``m1`` and ``m2`` that both have the 
3549 ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata, with ``L1`` and ``L2`` being the 
3550 set of loops associated with that metadata, respectively, then there is no loop 
3551 carried dependence between ``m1`` and ``m2`` for loops in both ``L1`` and 
3552 ``L2``.
3553
3554 As a special case, if all memory accessing instructions in a loop have 
3555 ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata that refers to that loop, then the 
3556 loop has no loop carried memory dependences and is considered to be a parallel 
3557 loop.  
3558
3559 Note that if not all memory access instructions have such metadata referring to 
3560 the loop, then the loop is considered not being trivially parallel. Additional 
3561 memory dependence analysis is required to make that determination.  As a fail 
3562 safe mechanism, this causes loops that were originally parallel to be considered 
3563 sequential (if optimization passes that are unaware of the parallel semantics 
3564 insert new memory instructions into the loop body).
3565
3566 Example of a loop that is considered parallel due to its correct use of
3567 both ``llvm.loop`` and ``llvm.mem.parallel_loop_access``
3568 metadata types that refer to the same loop identifier metadata.
3569
3570 .. code-block:: llvm
3571
3572    for.body:
3573      ...
3574      %val0 = load i32, i32* %arrayidx, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
3575      ...
3576      store i32 %val0, i32* %arrayidx1, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
3577      ...
3578      br i1 %exitcond, label %for.end, label %for.body, !llvm.loop !0
3579
3580    for.end:
3581    ...
3582    !0 = !{!0}
3583
3584 It is also possible to have nested parallel loops. In that case the
3585 memory accesses refer to a list of loop identifier metadata nodes instead of
3586 the loop identifier metadata node directly:
3587
3588 .. code-block:: llvm
3589
3590    outer.for.body:
3591      ...
3592      %val1 = load i32, i32* %arrayidx3, !llvm.mem.parallel_loop_access !2
3593      ...
3594      br label %inner.for.body
3595
3596    inner.for.body:
3597      ...
3598      %val0 = load i32, i32* %arrayidx1, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
3599      ...
3600      store i32 %val0, i32* %arrayidx2, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
3601      ...
3602      br i1 %exitcond, label %inner.for.end, label %inner.for.body, !llvm.loop !1
3603
3604    inner.for.end:
3605      ...
3606      store i32 %val1, i32* %arrayidx4, !llvm.mem.parallel_loop_access !2
3607      ...
3608      br i1 %exitcond, label %outer.for.end, label %outer.for.body, !llvm.loop !2
3609
3610    outer.for.end:                                          ; preds = %for.body
3611    ...
3612    !0 = !{!1, !2} ; a list of loop identifiers
3613    !1 = !{!1} ; an identifier for the inner loop
3614    !2 = !{!2} ; an identifier for the outer loop
3615
3616 '``llvm.bitsets``'
3617 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3618
3619 The ``llvm.bitsets`` global metadata is used to implement
3620 :doc:`bitsets <BitSets>`.
3621
3622 Module Flags Metadata
3623 =====================
3624
3625 Information about the module as a whole is difficult to convey to LLVM's
3626 subsystems. The LLVM IR isn't sufficient to transmit this information.
3627 The ``llvm.module.flags`` named metadata exists in order to facilitate
3628 this. These flags are in the form of key / value pairs --- much like a
3629 dictionary --- making it easy for any subsystem who cares about a flag to
3630 look it up.
3631
3632 The ``llvm.module.flags`` metadata contains a list of metadata triplets.
3633 Each triplet has the following form:
3634
3635 -  The first element is a *behavior* flag, which specifies the behavior
3636    when two (or more) modules are merged together, and it encounters two
3637    (or more) metadata with the same ID. The supported behaviors are
3638    described below.
3639 -  The second element is a metadata string that is a unique ID for the
3640    metadata. Each module may only have one flag entry for each unique ID (not
3641    including entries with the **Require** behavior).
3642 -  The third element is the value of the flag.
3643
3644 When two (or more) modules are merged together, the resulting
3645 ``llvm.module.flags`` metadata is the union of the modules' flags. That is, for
3646 each unique metadata ID string, there will be exactly one entry in the merged
3647 modules ``llvm.module.flags`` metadata table, and the value for that entry will
3648 be determined by the merge behavior flag, as described below. The only exception
3649 is that entries with the *Require* behavior are always preserved.
3650
3651 The following behaviors are supported:
3652
3653 .. list-table::
3654    :header-rows: 1
3655    :widths: 10 90
3656
3657    * - Value
3658      - Behavior
3659
3660    * - 1
3661      - **Error**
3662            Emits an error if two values disagree, otherwise the resulting value
3663            is that of the operands.
3664
3665    * - 2
3666      - **Warning**
3667            Emits a warning if two values disagree. The result value will be the
3668            operand for the flag from the first module being linked.
3669
3670    * - 3
3671      - **Require**
3672            Adds a requirement that another module flag be present and have a
3673            specified value after linking is performed. The value must be a
3674            metadata pair, where the first element of the pair is the ID of the
3675            module flag to be restricted, and the second element of the pair is
3676            the value the module flag should be restricted to. This behavior can
3677            be used to restrict the allowable results (via triggering of an
3678            error) of linking IDs with the **Override** behavior.
3679
3680    * - 4
3681      - **Override**
3682            Uses the specified value, regardless of the behavior or value of the
3683            other module. If both modules specify **Override**, but the values
3684            differ, an error will be emitted.
3685
3686    * - 5
3687      - **Append**
3688            Appends the two values, which are required to be metadata nodes.
3689
3690    * - 6
3691      - **AppendUnique**
3692            Appends the two values, which are required to be metadata
3693            nodes. However, duplicate entries in the second list are dropped
3694            during the append operation.
3695
3696 It is an error for a particular unique flag ID to have multiple behaviors,
3697 except in the case of **Require** (which adds restrictions on another metadata
3698 value) or **Override**.
3699
3700 An example of module flags:
3701
3702 .. code-block:: llvm
3703
3704     !0 = !{ i32 1, !"foo", i32 1 }
3705     !1 = !{ i32 4, !"bar", i32 37 }
3706     !2 = !{ i32 2, !"qux", i32 42 }
3707     !3 = !{ i32 3, !"qux",
3708       !{
3709         !"foo", i32 1
3710       }
3711     }
3712     !llvm.module.flags = !{ !0, !1, !2, !3 }
3713
3714 -  Metadata ``!0`` has the ID ``!"foo"`` and the value '1'. The behavior
3715    if two or more ``!"foo"`` flags are seen is to emit an error if their
3716    values are not equal.
3717
3718 -  Metadata ``!1`` has the ID ``!"bar"`` and the value '37'. The
3719    behavior if two or more ``!"bar"`` flags are seen is to use the value
3720    '37'.
3721
3722 -  Metadata ``!2`` has the ID ``!"qux"`` and the value '42'. The
3723    behavior if two or more ``!"qux"`` flags are seen is to emit a
3724    warning if their values are not equal.
3725
3726 -  Metadata ``!3`` has the ID ``!"qux"`` and the value:
3727
3728    ::
3729
3730        !{ !"foo", i32 1 }
3731
3732    The behavior is to emit an error if the ``llvm.module.flags`` does not
3733    contain a flag with the ID ``!"foo"`` that has the value '1' after linking is
3734    performed.
3735
3736 Objective-C Garbage Collection Module Flags Metadata
3737 ----------------------------------------------------
3738
3739 On the Mach-O platform, Objective-C stores metadata about garbage
3740 collection in a special section called "image info". The metadata
3741 consists of a version number and a bitmask specifying what types of
3742 garbage collection are supported (if any) by the file. If two or more
3743 modules are linked together their garbage collection metadata needs to
3744 be merged rather than appended together.
3745
3746 The Objective-C garbage collection module flags metadata consists of the
3747 following key-value pairs:
3748
3749 .. list-table::
3750    :header-rows: 1
3751    :widths: 30 70
3752
3753    * - Key
3754      - Value
3755
3756    * - ``Objective-C Version``
3757      - **[Required]** --- The Objective-C ABI version. Valid values are 1 and 2.
3758
3759    * - ``Objective-C Image Info Version``
3760      - **[Required]** --- The version of the image info section. Currently
3761        always 0.
3762
3763    * - ``Objective-C Image Info Section``
3764      - **[Required]** --- The section to place the metadata. Valid values are
3765        ``"__OBJC, __image_info, regular"`` for Objective-C ABI version 1, and
3766        ``"__DATA,__objc_imageinfo, regular, no_dead_strip"`` for
3767        Objective-C ABI version 2.
3768
3769    * - ``Objective-C Garbage Collection``
3770      - **[Required]** --- Specifies whether garbage collection is supported or
3771        not. Valid values are 0, for no garbage collection, and 2, for garbage
3772        collection supported.
3773
3774    * - ``Objective-C GC Only``
3775      - **[Optional]** --- Specifies that only garbage collection is supported.
3776        If present, its value must be 6. This flag requires that the
3777        ``Objective-C Garbage Collection`` flag have the value 2.
3778
3779 Some important flag interactions:
3780
3781 -  If a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 is
3782    merged with a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to
3783    2, then the resulting module has the
3784    ``Objective-C Garbage Collection`` flag set to 0.
3785 -  A module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 cannot be
3786    merged with a module with ``Objective-C GC Only`` set to 6.
3787
3788 Automatic Linker Flags Module Flags Metadata
3789 --------------------------------------------
3790
3791 Some targets support embedding flags to the linker inside individual object
3792 files. Typically this is used in conjunction with language extensions which
3793 allow source files to explicitly declare the libraries they depend on, and have
3794 these automatically be transmitted to the linker via object files.
3795
3796 These flags are encoded in the IR using metadata in the module flags section,
3797 using the ``Linker Options`` key. The merge behavior for this flag is required
3798 to be ``AppendUnique``, and the value for the key is expected to be a metadata
3799 node which should be a list of other metadata nodes, each of which should be a
3800 list of metadata strings defining linker options.
3801
3802 For example, the following metadata section specifies two separate sets of
3803 linker options, presumably to link against ``libz`` and the ``Cocoa``
3804 framework::
3805
3806     !0 = !{ i32 6, !"Linker Options",
3807        !{
3808           !{ !"-lz" },
3809           !{ !"-framework", !"Cocoa" } } }
3810     !llvm.module.flags = !{ !0 }
3811
3812 The metadata encoding as lists of lists of options, as opposed to a collapsed
3813 list of options, is chosen so that the IR encoding can use multiple option
3814 strings to specify e.g., a single library, while still having that specifier be
3815 preserved as an atomic element that can be recognized by a target specific
3816 assembly writer or object file emitter.
3817
3818 Each individual option is required to be either a valid option for the target's
3819 linker, or an option that is reserved by the target specific assembly writer or
3820 object file emitter. No other aspect of these options is defined by the IR.
3821
3822 C type width Module Flags Metadata
3823 ----------------------------------
3824
3825 The ARM backend emits a section into each generated object file describing the
3826 options that it was compiled with (in a compiler-independent way) to prevent
3827 linking incompatible objects, and to allow automatic library selection. Some
3828 of these options are not visible at the IR level, namely wchar_t width and enum
3829 width.
3830
3831 To pass this information to the backend, these options are encoded in module
3832 flags metadata, using the following key-value pairs:
3833
3834 .. list-table::
3835    :header-rows: 1
3836    :widths: 30 70
3837
3838    * - Key
3839      - Value
3840
3841    * - short_wchar
3842      - * 0 --- sizeof(wchar_t) == 4
3843        * 1 --- sizeof(wchar_t) == 2
3844
3845    * - short_enum
3846      - * 0 --- Enums are at least as large as an ``int``.
3847        * 1 --- Enums are stored in the smallest integer type which can
3848          represent all of its values.
3849
3850 For example, the following metadata section specifies that the module was
3851 compiled with a ``wchar_t`` width of 4 bytes, and the underlying type of an
3852 enum is the smallest type which can represent all of its values::
3853
3854     !llvm.module.flags = !{!0, !1}
3855     !0 = !{i32 1, !"short_wchar", i32 1}
3856     !1 = !{i32 1, !"short_enum", i32 0}
3857
3858 .. _intrinsicglobalvariables:
3859
3860 Intrinsic Global Variables
3861 ==========================
3862
3863 LLVM has a number of "magic" global variables that contain data that
3864 affect code generation or other IR semantics. These are documented here.
3865 All globals of this sort should have a section specified as
3866 "``llvm.metadata``". This section and all globals that start with
3867 "``llvm.``" are reserved for use by LLVM.
3868
3869 .. _gv_llvmused:
3870
3871 The '``llvm.used``' Global Variable
3872 -----------------------------------
3873
3874 The ``@llvm.used`` global is an array which has
3875 :ref:`appending linkage <linkage_appending>`. This array contains a list of
3876 pointers to named global variables, functions and aliases which may optionally
3877 have a pointer cast formed of bitcast or getelementptr. For example, a legal
3878 use of it is:
3879
3880 .. code-block:: llvm
3881
3882     @X = global i8 4
3883     @Y = global i32 123
3884
3885     @llvm.used = appending global [2 x i8*] [
3886        i8* @X,
3887        i8* bitcast (i32* @Y to i8*)
3888     ], section "llvm.metadata"
3889
3890 If a symbol appears in the ``@llvm.used`` list, then the compiler, assembler,
3891 and linker are required to treat the symbol as if there is a reference to the
3892 symbol that it cannot see (which is why they have to be named). For example, if
3893 a variable has internal linkage and no references other than that from the
3894 ``@llvm.used`` list, it cannot be deleted. This is commonly used to represent
3895 references from inline asms and other things the compiler cannot "see", and
3896 corresponds to "``attribute((used))``" in GNU C.
3897
3898 On some targets, the code generator must emit a directive to the
3899 assembler or object file to prevent the assembler and linker from
3900 molesting the symbol.
3901
3902 .. _gv_llvmcompilerused:
3903
3904 The '``llvm.compiler.used``' Global Variable
3905 --------------------------------------------
3906
3907 The ``@llvm.compiler.used`` directive is the same as the ``@llvm.used``
3908 directive, except that it only prevents the compiler from touching the
3909 symbol. On targets that support it, this allows an intelligent linker to
3910 optimize references to the symbol without being impeded as it would be
3911 by ``@llvm.used``.
3912
3913 This is a rare construct that should only be used in rare circumstances,
3914 and should not be exposed to source languages.
3915
3916 .. _gv_llvmglobalctors:
3917
3918 The '``llvm.global_ctors``' Global Variable
3919 -------------------------------------------
3920
3921 .. code-block:: llvm
3922
3923     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
3924     @llvm.global_ctors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @ctor, i8* @data }]
3925
3926 The ``@llvm.global_ctors`` array contains a list of constructor
3927 functions, priorities, and an optional associated global or function.
3928 The functions referenced by this array will be called in ascending order
3929 of priority (i.e. lowest first) when the module is loaded. The order of
3930 functions with the same priority is not defined.
3931
3932 If the third field is present, non-null, and points to a global variable
3933 or function, the initializer function will only run if the associated
3934 data from the current module is not discarded.
3935
3936 .. _llvmglobaldtors:
3937
3938 The '``llvm.global_dtors``' Global Variable
3939 -------------------------------------------
3940
3941 .. code-block:: llvm
3942
3943     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
3944     @llvm.global_dtors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @dtor, i8* @data }]
3945
3946 The ``@llvm.global_dtors`` array contains a list of destructor
3947 functions, priorities, and an optional associated global or function.
3948 The functions referenced by this array will be called in descending
3949 order of priority (i.e. highest first) when the module is unloaded. The
3950 order of functions with the same priority is not defined.
3951
3952 If the third field is present, non-null, and points to a global variable
3953 or function, the destructor function will only run if the associated
3954 data from the current module is not discarded.
3955
3956 Instruction Reference
3957 =====================
3958
3959 The LLVM instruction set consists of several different classifications
3960 of instructions: :ref:`terminator instructions <terminators>`, :ref:`binary
3961 instructions <binaryops>`, :ref:`bitwise binary
3962 instructions <bitwiseops>`, :ref:`memory instructions <memoryops>`, and
3963 :ref:`other instructions <otherops>`.
3964
3965 .. _terminators:
3966
3967 Terminator Instructions
3968 -----------------------
3969
3970 As mentioned :ref:`previously <functionstructure>`, every basic block in a
3971 program ends with a "Terminator" instruction, which indicates which
3972 block should be executed after the current block is finished. These
3973 terminator instructions typically yield a '``void``' value: they produce
3974 control flow, not values (the one exception being the
3975 ':ref:`invoke <i_invoke>`' instruction).
3976
3977 The terminator instructions are: ':ref:`ret <i_ret>`',
3978 ':ref:`br <i_br>`', ':ref:`switch <i_switch>`',
3979 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`', ':ref:`invoke <i_invoke>`',
3980 ':ref:`resume <i_resume>`', and ':ref:`unreachable <i_unreachable>`'.
3981
3982 .. _i_ret:
3983
3984 '``ret``' Instruction
3985 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3986
3987 Syntax:
3988 """""""
3989
3990 ::
3991
3992       ret <type> <value>       ; Return a value from a non-void function
3993       ret void                 ; Return from void function
3994
3995 Overview:
3996 """""""""
3997
3998 The '``ret``' instruction is used to return control flow (and optionally
3999 a value) from a function back to the caller.
4000
4001 There are two forms of the '``ret``' instruction: one that returns a
4002 value and then causes control flow, and one that just causes control
4003 flow to occur.
4004
4005 Arguments:
4006 """"""""""
4007
4008 The '``ret``' instruction optionally accepts a single argument, the
4009 return value. The type of the return value must be a ':ref:`first
4010 class <t_firstclass>`' type.
4011
4012 A function is not :ref:`well formed <wellformed>` if it it has a non-void
4013 return type and contains a '``ret``' instruction with no return value or
4014 a return value with a type that does not match its type, or if it has a
4015 void return type and contains a '``ret``' instruction with a return
4016 value.
4017
4018 Semantics:
4019 """"""""""
4020
4021 When the '``ret``' instruction is executed, control flow returns back to
4022 the calling function's context. If the caller is a
4023 ":ref:`call <i_call>`" instruction, execution continues at the
4024 instruction after the call. If the caller was an
4025 ":ref:`invoke <i_invoke>`" instruction, execution continues at the
4026 beginning of the "normal" destination block. If the instruction returns
4027 a value, that value shall set the call or invoke instruction's return
4028 value.
4029
4030 Example:
4031 """"""""
4032
4033 .. code-block:: llvm
4034
4035       ret i32 5                       ; Return an integer value of 5
4036       ret void                        ; Return from a void function
4037       ret { i32, i8 } { i32 4, i8 2 } ; Return a struct of values 4 and 2
4038
4039 .. _i_br:
4040
4041 '``br``' Instruction
4042 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4043
4044 Syntax:
4045 """""""
4046
4047 ::
4048
4049       br i1 <cond>, label <iftrue>, label <iffalse>
4050       br label <dest>          ; Unconditional branch
4051
4052 Overview:
4053 """""""""
4054
4055 The '``br``' instruction is used to cause control flow to transfer to a
4056 different basic block in the current function. There are two forms of
4057 this instruction, corresponding to a conditional branch and an
4058 unconditional branch.
4059
4060 Arguments:
4061 """"""""""
4062
4063 The conditional branch form of the '``br``' instruction takes a single
4064 '``i1``' value and two '``label``' values. The unconditional form of the
4065 '``br``' instruction takes a single '``label``' value as a target.
4066
4067 Semantics:
4068 """"""""""
4069
4070 Upon execution of a conditional '``br``' instruction, the '``i1``'
4071 argument is evaluated. If the value is ``true``, control flows to the
4072 '``iftrue``' ``label`` argument. If "cond" is ``false``, control flows
4073 to the '``iffalse``' ``label`` argument.
4074
4075 Example:
4076 """"""""
4077
4078 .. code-block:: llvm
4079
4080     Test:
4081       %cond = icmp eq i32 %a, %b
4082       br i1 %cond, label %IfEqual, label %IfUnequal
4083     IfEqual:
4084       ret i32 1
4085     IfUnequal:
4086       ret i32 0
4087
4088 .. _i_switch:
4089
4090 '``switch``' Instruction
4091 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4092
4093 Syntax:
4094 """""""
4095
4096 ::
4097
4098       switch <intty> <value>, label <defaultdest> [ <intty> <val>, label <dest> ... ]
4099
4100 Overview:
4101 """""""""
4102
4103 The '``switch``' instruction is used to transfer control flow to one of
4104 several different places. It is a generalization of the '``br``'
4105 instruction, allowing a branch to occur to one of many possible
4106 destinations.
4107
4108 Arguments:
4109 """"""""""
4110
4111 The '``switch``' instruction uses three parameters: an integer
4112 comparison value '``value``', a default '``label``' destination, and an
4113 array of pairs of comparison value constants and '``label``'s. The table
4114 is not allowed to contain duplicate constant entries.
4115
4116 Semantics:
4117 """"""""""
4118
4119 The ``switch`` instruction specifies a table of values and destinations.
4120 When the '``switch``' instruction is executed, this table is searched
4121 for the given value. If the value is found, control flow is transferred
4122 to the corresponding destination; otherwise, control flow is transferred
4123 to the default destination.
4124
4125 Implementation:
4126 """""""""""""""
4127
4128 Depending on properties of the target machine and the particular
4129 ``switch`` instruction, this instruction may be code generated in
4130 different ways. For example, it could be generated as a series of
4131 chained conditional branches or with a lookup table.
4132
4133 Example:
4134 """"""""
4135
4136 .. code-block:: llvm
4137
4138      ; Emulate a conditional br instruction
4139      %Val = zext i1 %value to i32
4140      switch i32 %Val, label %truedest [ i32 0, label %falsedest ]
4141
4142      ; Emulate an unconditional br instruction
4143      switch i32 0, label %dest [ ]
4144
4145      ; Implement a jump table:
4146      switch i32 %val, label %otherwise [ i32 0, label %onzero
4147                                          i32 1, label %onone
4148                                          i32 2, label %ontwo ]
4149
4150 .. _i_indirectbr:
4151
4152 '``indirectbr``' Instruction
4153 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4154
4155 Syntax:
4156 """""""
4157
4158 ::
4159
4160       indirectbr <somety>* <address>, [ label <dest1>, label <dest2>, ... ]
4161
4162 Overview:
4163 """""""""
4164
4165 The '``indirectbr``' instruction implements an indirect branch to a
4166 label within the current function, whose address is specified by
4167 "``address``". Address must be derived from a
4168 :ref:`blockaddress <blockaddress>` constant.
4169
4170 Arguments:
4171 """"""""""
4172
4173 The '``address``' argument is the address of the label to jump to. The
4174 rest of the arguments indicate the full set of possible destinations
4175 that the address may point to. Blocks are allowed to occur multiple
4176 times in the destination list, though this isn't particularly useful.
4177
4178 This destination list is required so that dataflow analysis has an
4179 accurate understanding of the CFG.
4180
4181 Semantics:
4182 """"""""""
4183
4184 Control transfers to the block specified in the address argument. All
4185 possible destination blocks must be listed in the label list, otherwise
4186 this instruction has undefined behavior. This implies that jumps to
4187 labels defined in other functions have undefined behavior as well.
4188
4189 Implementation:
4190 """""""""""""""
4191
4192 This is typically implemented with a jump through a register.
4193
4194 Example:
4195 """"""""
4196
4197 .. code-block:: llvm
4198
4199      indirectbr i8* %Addr, [ label %bb1, label %bb2, label %bb3 ]
4200
4201 .. _i_invoke:
4202
4203 '``invoke``' Instruction
4204 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4205
4206 Syntax:
4207 """""""
4208
4209 ::
4210
4211       <result> = invoke [cconv] [ret attrs] <ptr to function ty> <function ptr val>(<function args>) [fn attrs]
4212                     to label <normal label> unwind label <exception label>
4213
4214 Overview:
4215 """""""""
4216
4217 The '``invoke``' instruction causes control to transfer to a specified
4218 function, with the possibility of control flow transfer to either the
4219 '``normal``' label or the '``exception``' label. If the callee function
4220 returns with the "``ret``" instruction, control flow will return to the
4221 "normal" label. If the callee (or any indirect callees) returns via the
4222 ":ref:`resume <i_resume>`" instruction or other exception handling
4223 mechanism, control is interrupted and continued at the dynamically
4224 nearest "exception" label.
4225
4226 The '``exception``' label is a `landing
4227 pad <ExceptionHandling.html#overview>`_ for the exception. As such,
4228 '``exception``' label is required to have the
4229 ":ref:`landingpad <i_landingpad>`" instruction, which contains the
4230 information about the behavior of the program after unwinding happens,
4231 as its first non-PHI instruction. The restrictions on the
4232 "``landingpad``" instruction's tightly couples it to the "``invoke``"
4233 instruction, so that the important information contained within the
4234 "``landingpad``" instruction can't be lost through normal code motion.
4235
4236 Arguments:
4237 """"""""""
4238
4239 This instruction requires several arguments:
4240
4241 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
4242    convention <callingconv>` the call should use. If none is
4243    specified, the call defaults to using C calling conventions.
4244 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
4245    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
4246    are valid here.
4247 #. '``ptr to function ty``': shall be the signature of the pointer to
4248    function value being invoked. In most cases, this is a direct
4249    function invocation, but indirect ``invoke``'s are just as possible,
4250    branching off an arbitrary pointer to function value.
4251 #. '``function ptr val``': An LLVM value containing a pointer to a
4252    function to be invoked.
4253 #. '``function args``': argument list whose types match the function
4254    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
4255    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
4256    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
4257    extra arguments can be specified.
4258 #. '``normal label``': the label reached when the called function
4259    executes a '``ret``' instruction.
4260 #. '``exception label``': the label reached when a callee returns via
4261    the :ref:`resume <i_resume>` instruction or other exception handling
4262    mechanism.
4263 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list. Only
4264    '``noreturn``', '``nounwind``', '``readonly``' and '``readnone``'
4265    attributes are valid here.
4266
4267 Semantics:
4268 """"""""""
4269
4270 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
4271 instruction in most regards. The primary difference is that it
4272 establishes an association with a label, which is used by the runtime
4273 library to unwind the stack.
4274
4275 This instruction is used in languages with destructors to ensure that
4276 proper cleanup is performed in the case of either a ``longjmp`` or a
4277 thrown exception. Additionally, this is important for implementation of
4278 '``catch``' clauses in high-level languages that support them.
4279
4280 For the purposes of the SSA form, the definition of the value returned
4281 by the '``invoke``' instruction is deemed to occur on the edge from the
4282 current block to the "normal" label. If the callee unwinds then no
4283 return value is available.
4284
4285 Example:
4286 """"""""
4287
4288 .. code-block:: llvm
4289
4290       %retval = invoke i32 @Test(i32 15) to label %Continue
4291                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
4292       %retval = invoke coldcc i32 %Testfnptr(i32 15) to label %Continue
4293                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
4294
4295 .. _i_resume:
4296
4297 '``resume``' Instruction
4298 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4299
4300 Syntax:
4301 """""""
4302
4303 ::
4304
4305       resume <type> <value>
4306
4307 Overview:
4308 """""""""
4309
4310 The '``resume``' instruction is a terminator instruction that has no
4311 successors.
4312
4313 Arguments:
4314 """"""""""
4315
4316 The '``resume``' instruction requires one argument, which must have the
4317 same type as the result of any '``landingpad``' instruction in the same
4318 function.
4319
4320 Semantics:
4321 """"""""""
4322
4323 The '``resume``' instruction resumes propagation of an existing
4324 (in-flight) exception whose unwinding was interrupted with a
4325 :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction.
4326
4327 Example:
4328 """"""""
4329
4330 .. code-block:: llvm
4331
4332       resume { i8*, i32 } %exn
4333
4334 .. _i_unreachable:
4335
4336 '``unreachable``' Instruction
4337 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4338
4339 Syntax:
4340 """""""
4341
4342 ::
4343
4344       unreachable
4345
4346 Overview:
4347 """""""""
4348
4349 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics. This
4350 instruction is used to inform the optimizer that a particular portion of
4351 the code is not reachable. This can be used to indicate that the code
4352 after a no-return function cannot be reached, and other facts.
4353
4354 Semantics:
4355 """"""""""
4356
4357 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics.
4358
4359 .. _binaryops:
4360
4361 Binary Operations
4362 -----------------
4363
4364 Binary operators are used to do most of the computation in a program.
4365 They require two operands of the same type, execute an operation on
4366 them, and produce a single value. The operands might represent multiple
4367 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
4368 result value has the same type as its operands.
4369
4370 There are several different binary operators:
4371
4372 .. _i_add:
4373
4374 '``add``' Instruction
4375 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4376
4377 Syntax:
4378 """""""
4379
4380 ::
4381
4382       <result> = add <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
4383       <result> = add nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4384       <result> = add nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4385       <result> = add nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
4386
4387 Overview:
4388 """""""""
4389
4390 The '``add``' instruction returns the sum of its two operands.
4391
4392 Arguments:
4393 """"""""""
4394
4395 The two arguments to the '``add``' instruction must be
4396 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4397 arguments must have identical types.
4398
4399 Semantics:
4400 """"""""""
4401
4402 The value produced is the integer sum of the two operands.
4403
4404 If the sum has unsigned overflow, the result returned is the
4405 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
4406 the result.
4407
4408 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
4409 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
4410
4411 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
4412 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
4413 result value of the ``add`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
4414 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
4415
4416 Example:
4417 """"""""
4418
4419 .. code-block:: llvm
4420
4421       <result> = add i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 + %var
4422
4423 .. _i_fadd:
4424
4425 '``fadd``' Instruction
4426 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4427
4428 Syntax:
4429 """""""
4430
4431 ::
4432
4433       <result> = fadd [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4434
4435 Overview:
4436 """""""""
4437
4438 The '``fadd``' instruction returns the sum of its two operands.
4439
4440 Arguments:
4441 """"""""""
4442
4443 The two arguments to the '``fadd``' instruction must be :ref:`floating
4444 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4445 Both arguments must have identical types.
4446
4447 Semantics:
4448 """"""""""
4449
4450 The value produced is the floating point sum of the two operands. This
4451 instruction can also take any number of :ref:`fast-math flags <fastmath>`,
4452 which are optimization hints to enable otherwise unsafe floating point
4453 optimizations:
4454
4455 Example:
4456 """"""""
4457
4458 .. code-block:: llvm
4459
4460       <result> = fadd float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 + %var
4461
4462 '``sub``' Instruction
4463 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4464
4465 Syntax:
4466 """""""
4467
4468 ::
4469
4470       <result> = sub <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
4471       <result> = sub nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4472       <result> = sub nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4473       <result> = sub nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
4474
4475 Overview:
4476 """""""""
4477
4478 The '``sub``' instruction returns the difference of its two operands.
4479
4480 Note that the '``sub``' instruction is used to represent the '``neg``'
4481 instruction present in most other intermediate representations.
4482
4483 Arguments:
4484 """"""""""
4485
4486 The two arguments to the '``sub``' instruction must be
4487 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4488 arguments must have identical types.
4489
4490 Semantics:
4491 """"""""""
4492
4493 The value produced is the integer difference of the two operands.
4494
4495 If the difference has unsigned overflow, the result returned is the
4496 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
4497 the result.
4498
4499 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
4500 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
4501
4502 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
4503 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
4504 result value of the ``sub`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
4505 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
4506
4507 Example:
4508 """"""""
4509
4510 .. code-block:: llvm
4511
4512       <result> = sub i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 - %var
4513       <result> = sub i32 0, %val          ; yields i32:result = -%var
4514
4515 .. _i_fsub:
4516
4517 '``fsub``' Instruction
4518 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4519
4520 Syntax:
4521 """""""
4522
4523 ::
4524
4525       <result> = fsub [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4526
4527 Overview:
4528 """""""""
4529
4530 The '``fsub``' instruction returns the difference of its two operands.
4531
4532 Note that the '``fsub``' instruction is used to represent the '``fneg``'
4533 instruction present in most other intermediate representations.
4534
4535 Arguments:
4536 """"""""""
4537
4538 The two arguments to the '``fsub``' instruction must be :ref:`floating
4539 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4540 Both arguments must have identical types.
4541
4542 Semantics:
4543 """"""""""
4544
4545 The value produced is the floating point difference of the two operands.
4546 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
4547 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
4548 unsafe floating point optimizations:
4549
4550 Example:
4551 """"""""
4552
4553 .. code-block:: llvm
4554
4555       <result> = fsub float 4.0, %var           ; yields float:result = 4.0 - %var
4556       <result> = fsub float -0.0, %val          ; yields float:result = -%var
4557
4558 '``mul``' Instruction
4559 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4560
4561 Syntax:
4562 """""""
4563
4564 ::
4565
4566       <result> = mul <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
4567       <result> = mul nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4568       <result> = mul nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4569       <result> = mul nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
4570
4571 Overview:
4572 """""""""
4573
4574 The '``mul``' instruction returns the product of its two operands.
4575
4576 Arguments:
4577 """"""""""
4578
4579 The two arguments to the '``mul``' instruction must be
4580 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4581 arguments must have identical types.
4582
4583 Semantics:
4584 """"""""""
4585
4586 The value produced is the integer product of the two operands.
4587
4588 If the result of the multiplication has unsigned overflow, the result
4589 returned is the mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the
4590 bit width of the result.
4591
4592 Because LLVM integers use a two's complement representation, and the
4593 result is the same width as the operands, this instruction returns the
4594 correct result for both signed and unsigned integers. If a full product
4595 (e.g. ``i32`` * ``i32`` -> ``i64``) is needed, the operands should be
4596 sign-extended or zero-extended as appropriate to the width of the full
4597 product.
4598
4599 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
4600 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
4601 result value of the ``mul`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
4602 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
4603
4604 Example:
4605 """"""""
4606
4607 .. code-block:: llvm
4608
4609       <result> = mul i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 * %var
4610
4611 .. _i_fmul:
4612
4613 '``fmul``' Instruction
4614 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4615
4616 Syntax:
4617 """""""
4618
4619 ::
4620
4621       <result> = fmul [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4622
4623 Overview:
4624 """""""""
4625
4626 The '``fmul``' instruction returns the product of its two operands.
4627
4628 Arguments:
4629 """"""""""
4630
4631 The two arguments to the '``fmul``' instruction must be :ref:`floating
4632 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4633 Both arguments must have identical types.
4634
4635 Semantics:
4636 """"""""""
4637
4638 The value produced is the floating point product of the two operands.
4639 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
4640 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
4641 unsafe floating point optimizations:
4642
4643 Example:
4644 """"""""
4645
4646 .. code-block:: llvm
4647
4648       <result> = fmul float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 * %var
4649
4650 '``udiv``' Instruction
4651 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4652
4653 Syntax:
4654 """""""
4655
4656 ::
4657
4658       <result> = udiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
4659       <result> = udiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4660
4661 Overview:
4662 """""""""
4663
4664 The '``udiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
4665
4666 Arguments:
4667 """"""""""
4668
4669 The two arguments to the '``udiv``' instruction must be
4670 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4671 arguments must have identical types.
4672
4673 Semantics:
4674 """"""""""
4675
4676 The value produced is the unsigned integer quotient of the two operands.
4677
4678 Note that unsigned integer division and signed integer division are
4679 distinct operations; for signed integer division, use '``sdiv``'.
4680
4681 Division by zero leads to undefined behavior.
4682
4683 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``udiv`` is
4684 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if %op1 is not a multiple of %op2 (as
4685 such, "((a udiv exact b) mul b) == a").
4686
4687 Example:
4688 """"""""
4689
4690 .. code-block:: llvm
4691
4692       <result> = udiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
4693
4694 '``sdiv``' Instruction
4695 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4696
4697 Syntax:
4698 """""""
4699
4700 ::
4701
4702       <result> = sdiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
4703       <result> = sdiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4704
4705 Overview:
4706 """""""""
4707
4708 The '``sdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
4709
4710 Arguments:
4711 """"""""""
4712
4713 The two arguments to the '``sdiv``' instruction must be
4714 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4715 arguments must have identical types.
4716
4717 Semantics:
4718 """"""""""
4719
4720 The value produced is the signed integer quotient of the two operands
4721 rounded towards zero.
4722
4723 Note that signed integer division and unsigned integer division are
4724 distinct operations; for unsigned integer division, use '``udiv``'.
4725
4726 Division by zero leads to undefined behavior. Overflow also leads to
4727 undefined behavior; this is a rare case, but can occur, for example, by
4728 doing a 32-bit division of -2147483648 by -1.
4729
4730 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``sdiv`` is
4731 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the result would be rounded.
4732
4733 Example:
4734 """"""""
4735
4736 .. code-block:: llvm
4737
4738       <result> = sdiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
4739
4740 .. _i_fdiv:
4741
4742 '``fdiv``' Instruction
4743 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4744
4745 Syntax:
4746 """""""
4747
4748 ::
4749
4750       <result> = fdiv [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4751
4752 Overview:
4753 """""""""
4754
4755 The '``fdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
4756
4757 Arguments:
4758 """"""""""
4759
4760 The two arguments to the '``fdiv``' instruction must be :ref:`floating
4761 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4762 Both arguments must have identical types.
4763
4764 Semantics:
4765 """"""""""
4766
4767 The value produced is the floating point quotient of the two operands.
4768 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
4769 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
4770 unsafe floating point optimizations:
4771
4772 Example:
4773 """"""""
4774
4775 .. code-block:: llvm
4776
4777       <result> = fdiv float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 / %var
4778
4779 '``urem``' Instruction
4780 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4781
4782 Syntax:
4783 """""""
4784
4785 ::
4786
4787       <result> = urem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4788
4789 Overview:
4790 """""""""
4791
4792 The '``urem``' instruction returns the remainder from the unsigned
4793 division of its two arguments.
4794
4795 Arguments:
4796 """"""""""
4797
4798 The two arguments to the '``urem``' instruction must be
4799 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4800 arguments must have identical types.
4801
4802 Semantics:
4803 """"""""""
4804
4805 This instruction returns the unsigned integer *remainder* of a division.
4806 This instruction always performs an unsigned division to get the
4807 remainder.
4808
4809 Note that unsigned integer remainder and signed integer remainder are
4810 distinct operations; for signed integer remainder, use '``srem``'.
4811
4812 Taking the remainder of a division by zero leads to undefined behavior.
4813
4814 Example:
4815 """"""""
4816
4817 .. code-block:: llvm
4818
4819       <result> = urem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
4820
4821 '``srem``' Instruction
4822 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4823
4824 Syntax:
4825 """""""
4826
4827 ::
4828
4829       <result> = srem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4830
4831 Overview:
4832 """""""""
4833
4834 The '``srem``' instruction returns the remainder from the signed
4835 division of its two operands. This instruction can also take
4836 :ref:`vector <t_vector>` versions of the values in which case the elements
4837 must be integers.
4838
4839 Arguments:
4840 """"""""""
4841
4842 The two arguments to the '``srem``' instruction must be
4843 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4844 arguments must have identical types.
4845
4846 Semantics:
4847 """"""""""
4848
4849 This instruction returns the *remainder* of a division (where the result
4850 is either zero or has the same sign as the dividend, ``op1``), not the
4851 *modulo* operator (where the result is either zero or has the same sign
4852 as the divisor, ``op2``) of a value. For more information about the
4853 difference, see `The Math
4854 Forum <http://mathforum.org/dr.math/problems/anne.4.28.99.html>`_. For a
4855 table of how this is implemented in various languages, please see
4856 `Wikipedia: modulo
4857 operation <http://en.wikipedia.org/wiki/Modulo_operation>`_.
4858
4859 Note that signed integer remainder and unsigned integer remainder are
4860 distinct operations; for unsigned integer remainder, use '``urem``'.
4861
4862 Taking the remainder of a division by zero leads to undefined behavior.
4863 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
4864 occur, for example, by taking the remainder of a 32-bit division of
4865 -2147483648 by -1. (The remainder doesn't actually overflow, but this
4866 rule lets srem be implemented using instructions that return both the
4867 result of the division and the remainder.)
4868
4869 Example:
4870 """"""""
4871
4872 .. code-block:: llvm
4873
4874       <result> = srem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
4875
4876 .. _i_frem:
4877
4878 '``frem``' Instruction
4879 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4880
4881 Syntax:
4882 """""""
4883
4884 ::
4885
4886       <result> = frem [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4887
4888 Overview:
4889 """""""""
4890
4891 The '``frem``' instruction returns the remainder from the division of
4892 its two operands.
4893
4894 Arguments:
4895 """"""""""
4896
4897 The two arguments to the '``frem``' instruction must be :ref:`floating
4898 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4899 Both arguments must have identical types.
4900
4901 Semantics:
4902 """"""""""
4903
4904 This instruction returns the *remainder* of a division. The remainder
4905 has the same sign as the dividend. This instruction can also take any
4906 number of :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints
4907 to enable otherwise unsafe floating point optimizations:
4908
4909 Example:
4910 """"""""
4911
4912 .. code-block:: llvm
4913
4914       <result> = frem float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 % %var
4915
4916 .. _bitwiseops:
4917
4918 Bitwise Binary Operations
4919 -------------------------
4920
4921 Bitwise binary operators are used to do various forms of bit-twiddling
4922 in a program. They are generally very efficient instructions and can
4923 commonly be strength reduced from other instructions. They require two
4924 operands of the same type, execute an operation on them, and produce a
4925 single value. The resulting value is the same type as its operands.
4926
4927 '``shl``' Instruction
4928 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4929
4930 Syntax:
4931 """""""
4932
4933 ::
4934
4935       <result> = shl <ty> <op1>, <op2>           ; yields ty:result
4936       <result> = shl nuw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
4937       <result> = shl nsw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
4938       <result> = shl nuw nsw <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4939
4940 Overview:
4941 """""""""
4942
4943 The '``shl``' instruction returns the first operand shifted to the left
4944 a specified number of bits.
4945
4946 Arguments:
4947 """"""""""
4948
4949 Both arguments to the '``shl``' instruction must be the same
4950 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
4951 '``op2``' is treated as an unsigned value.
4952
4953 Semantics:
4954 """"""""""
4955
4956 The value produced is ``op1`` \* 2\ :sup:`op2` mod 2\ :sup:`n`,
4957 where ``n`` is the width of the result. If ``op2`` is (statically or
4958 dynamically) negative or equal to or larger than the number of bits in
4959 ``op1``, the result is undefined. If the arguments are vectors, each
4960 vector element of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount
4961 in ``op2``.
4962
4963 If the ``nuw`` keyword is present, then the shift produces a :ref:`poison
4964 value <poisonvalues>` if it shifts out any non-zero bits. If the
4965 ``nsw`` keyword is present, then the shift produces a :ref:`poison
4966 value <poisonvalues>` if it shifts out any bits that disagree with the
4967 resultant sign bit. As such, NUW/NSW have the same semantics as they
4968 would if the shift were expressed as a mul instruction with the same
4969 nsw/nuw bits in (mul %op1, (shl 1, %op2)).
4970
4971 Example:
4972 """"""""
4973
4974 .. code-block:: llvm
4975
4976       <result> = shl i32 4, %var   ; yields i32: 4 << %var
4977       <result> = shl i32 4, 2      ; yields i32: 16
4978       <result> = shl i32 1, 10     ; yields i32: 1024
4979       <result> = shl i32 1, 32     ; undefined
4980       <result> = shl <2 x i32> < i32 1, i32 1>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 2, i32 4>
4981
4982 '``lshr``' Instruction
4983 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4984
4985 Syntax:
4986 """""""
4987
4988 ::
4989
4990       <result> = lshr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
4991       <result> = lshr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4992
4993 Overview:
4994 """""""""
4995
4996 The '``lshr``' instruction (logical shift right) returns the first
4997 operand shifted to the right a specified number of bits with zero fill.
4998
4999 Arguments:
5000 """"""""""
5001
5002 Both arguments to the '``lshr``' instruction must be the same
5003 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
5004 '``op2``' is treated as an unsigned value.
5005
5006 Semantics:
5007 """"""""""
5008
5009 This instruction always performs a logical shift right operation. The
5010 most significant bits of the result will be filled with zero bits after
5011 the shift. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
5012 than the number of bits in ``op1``, the result is undefined. If the
5013 arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted by the
5014 corresponding shift amount in ``op2``.
5015
5016 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``lshr`` is
5017 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if any of the bits shifted out are
5018 non-zero.
5019
5020 Example:
5021 """"""""
5022
5023 .. code-block:: llvm
5024
5025       <result> = lshr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
5026       <result> = lshr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
5027       <result> = lshr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
5028       <result> = lshr i8 -2, 1   ; yields i8:result = 0x7F
5029       <result> = lshr i32 1, 32  ; undefined
5030       <result> = lshr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 0x7FFFFFFF, i32 1>
5031
5032 '``ashr``' Instruction
5033 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5034
5035 Syntax:
5036 """""""
5037
5038 ::
5039
5040       <result> = ashr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
5041       <result> = ashr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
5042
5043 Overview:
5044 """""""""
5045
5046 The '``ashr``' instruction (arithmetic shift right) returns the first
5047 operand shifted to the right a specified number of bits with sign
5048 extension.
5049
5050 Arguments:
5051 """"""""""
5052
5053 Both arguments to the '``ashr``' instruction must be the same
5054 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
5055 '``op2``' is treated as an unsigned value.
5056
5057 Semantics:
5058 """"""""""
5059
5060 This instruction always performs an arithmetic shift right operation,
5061 The most significant bits of the result will be filled with the sign bit
5062 of ``op1``. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
5063 than the number of bits in ``op1``, the result is undefined. If the
5064 arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted by the
5065 corresponding shift amount in ``op2``.
5066
5067 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``ashr`` is
5068 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if any of the bits shifted out are
5069 non-zero.
5070
5071 Example:
5072 """"""""
5073
5074 .. code-block:: llvm
5075
5076       <result> = ashr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
5077       <result> = ashr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
5078       <result> = ashr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
5079       <result> = ashr i8 -2, 1   ; yields i8:result = -1
5080       <result> = ashr i32 1, 32  ; undefined
5081       <result> = ashr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 3>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 -1, i32 0>
5082
5083 '``and``' Instruction
5084 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5085
5086 Syntax:
5087 """""""
5088
5089 ::
5090
5091       <result> = and <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
5092
5093 Overview:
5094 """""""""
5095
5096 The '``and``' instruction returns the bitwise logical and of its two
5097 operands.
5098
5099 Arguments:
5100 """"""""""
5101
5102 The two arguments to the '``and``' instruction must be
5103 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
5104 arguments must have identical types.
5105
5106 Semantics:
5107 """"""""""
5108
5109 The truth table used for the '``and``' instruction is:
5110
5111 +-----+-----+-----+
5112 | In0 | In1 | Out |
5113 +-----+-----+-----+
5114 |   0 |   0 |   0 |
5115 +-----+-----+-----+
5116 |   0 |   1 |   0 |
5117 +-----+-----+-----+
5118 |   1 |   0 |   0 |
5119 +-----+-----+-----+
5120 |   1 |   1 |   1 |
5121 +-----+-----+-----+
5122
5123 Example:
5124 """"""""
5125
5126 .. code-block:: llvm
5127
5128       <result> = and i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 & %var
5129       <result> = and i32 15, 40          ; yields i32:result = 8
5130       <result> = and i32 4, 8            ; yields i32:result = 0
5131
5132 '``or``' Instruction
5133 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5134
5135 Syntax:
5136 """""""
5137
5138 ::
5139
5140       <result> = or <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
5141
5142 Overview:
5143 """""""""
5144
5145 The '``or``' instruction returns the bitwise logical inclusive or of its
5146 two operands.
5147
5148 Arguments:
5149 """"""""""
5150
5151 The two arguments to the '``or``' instruction must be
5152 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
5153 arguments must have identical types.
5154
5155 Semantics:
5156 """"""""""
5157
5158 The truth table used for the '``or``' instruction is:
5159
5160 +-----+-----+-----+
5161 | In0 | In1 | Out |
5162 +-----+-----+-----+
5163 |   0 |   0 |   0 |
5164 +-----+-----+-----+
5165 |   0 |   1 |   1 |
5166 +-----+-----+-----+
5167 |   1 |   0 |   1 |
5168 +-----+-----+-----+
5169 |   1 |   1 |   1 |
5170 +-----+-----+-----+
5171
5172 Example:
5173 """"""""
5174
5175 ::
5176
5177       <result> = or i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 | %var
5178       <result> = or i32 15, 40          ; yields i32:result = 47
5179       <result> = or i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
5180
5181 '``xor``' Instruction
5182 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5183
5184 Syntax:
5185 """""""
5186
5187 ::
5188
5189       <result> = xor <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
5190
5191 Overview:
5192 """""""""
5193
5194 The '``xor``' instruction returns the bitwise logical exclusive or of
5195 its two operands. The ``xor`` is used to implement the "one's
5196 complement" operation, which is the "~" operator in C.
5197
5198 Arguments:
5199 """"""""""
5200
5201 The two arguments to the '``xor``' instruction must be
5202 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
5203 arguments must have identical types.
5204
5205 Semantics:
5206 """"""""""
5207
5208 The truth table used for the '``xor``' instruction is:
5209
5210 +-----+-----+-----+
5211 | In0 | In1 | Out |
5212 +-----+-----+-----+
5213 |   0 |   0 |   0 |
5214 +-----+-----+-----+
5215 |   0 |   1 |   1 |
5216 +-----+-----+-----+
5217 |   1 |   0 |   1 |
5218 +-----+-----+-----+
5219 |   1 |   1 |   0 |
5220 +-----+-----+-----+
5221
5222 Example:
5223 """"""""
5224
5225 .. code-block:: llvm
5226
5227       <result> = xor i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 ^ %var
5228       <result> = xor i32 15, 40          ; yields i32:result = 39
5229       <result> = xor i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
5230       <result> = xor i32 %V, -1          ; yields i32:result = ~%V
5231
5232 Vector Operations
5233 -----------------
5234
5235 LLVM supports several instructions to represent vector operations in a
5236 target-independent manner. These instructions cover the element-access
5237 and vector-specific operations needed to process vectors effectively.
5238 While LLVM does directly support these vector operations, many
5239 sophisticated algorithms will want to use target-specific intrinsics to
5240 take full advantage of a specific target.
5241
5242 .. _i_extractelement:
5243
5244 '``extractelement``' Instruction
5245 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5246
5247 Syntax:
5248 """""""
5249
5250 ::
5251
5252       <result> = extractelement <n x <ty>> <val>, <ty2> <idx>  ; yields <ty>
5253
5254 Overview:
5255 """""""""
5256
5257 The '``extractelement``' instruction extracts a single scalar element
5258 from a vector at a specified index.
5259
5260 Arguments:
5261 """"""""""
5262
5263 The first operand of an '``extractelement``' instruction is a value of
5264 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is an index indicating
5265 the position from which to extract the element. The index may be a
5266 variable of any integer type.
5267
5268 Semantics:
5269 """"""""""
5270
5271 The result is a scalar of the same type as the element type of ``val``.
5272 Its value is the value at position ``idx`` of ``val``. If ``idx``
5273 exceeds the length of ``val``, the results are undefined.
5274
5275 Example:
5276 """"""""
5277
5278 .. code-block:: llvm
5279
5280       <result> = extractelement <4 x i32> %vec, i32 0    ; yields i32
5281
5282 .. _i_insertelement:
5283
5284 '``insertelement``' Instruction
5285 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5286
5287 Syntax:
5288 """""""
5289
5290 ::
5291
5292       <result> = insertelement <n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, <ty2> <idx>    ; yields <n x <ty>>
5293
5294 Overview:
5295 """""""""
5296
5297 The '``insertelement``' instruction inserts a scalar element into a
5298 vector at a specified index.
5299
5300 Arguments:
5301 """"""""""
5302
5303 The first operand of an '``insertelement``' instruction is a value of
5304 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is a scalar value whose
5305 type must equal the element type of the first operand. The third operand
5306 is an index indicating the position at which to insert the value. The
5307 index may be a variable of any integer type.
5308
5309 Semantics:
5310 """"""""""
5311
5312 The result is a vector of the same type as ``val``. Its element values
5313 are those of ``val`` except at position ``idx``, where it gets the value
5314 ``elt``. If ``idx`` exceeds the length of ``val``, the results are
5315 undefined.
5316
5317 Example:
5318 """"""""
5319
5320 .. code-block:: llvm
5321
5322       <result> = insertelement <4 x i32> %vec, i32 1, i32 0    ; yields <4 x i32>
5323
5324 .. _i_shufflevector:
5325
5326 '``shufflevector``' Instruction
5327 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5328
5329 Syntax:
5330 """""""
5331
5332 ::
5333
5334       <result> = shufflevector <n x <ty>> <v1>, <n x <ty>> <v2>, <m x i32> <mask>    ; yields <m x <ty>>
5335
5336 Overview:
5337 """""""""
5338
5339 The '``shufflevector``' instruction constructs a permutation of elements
5340 from two input vectors, returning a vector with the same element type as
5341 the input and length that is the same as the shuffle mask.
5342
5343 Arguments:
5344 """"""""""
5345
5346 The first two operands of a '``shufflevector``' instruction are vectors
5347 with the same type. The third argument is a shuffle mask whose element
5348 type is always 'i32'. The result of the instruction is a vector whose
5349 length is the same as the shuffle mask and whose element type is the
5350 same as the element type of the first two operands.
5351
5352 The shuffle mask operand is required to be a constant vector with either
5353 constant integer or undef values.
5354
5355 Semantics:
5356 """"""""""
5357
5358 The elements of the two input vectors are numbered from left to right
5359 across both of the vectors. The shuffle mask operand specifies, for each
5360 element of the result vector, which element of the two input vectors the
5361 result element gets. The element selector may be undef (meaning "don't
5362 care") and the second operand may be undef if performing a shuffle from
5363 only one vector.
5364
5365 Example:
5366 """"""""
5367
5368 .. code-block:: llvm
5369
5370       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
5371                               <4 x i32> <i32 0, i32 4, i32 1, i32 5>  ; yields <4 x i32>
5372       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> undef,
5373                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32> - Identity shuffle.
5374       <result> = shufflevector <8 x i32> %v1, <8 x i32> undef,
5375                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32>
5376       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
5377                               <8 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3, i32 4, i32 5, i32 6, i32 7 >  ; yields <8 x i32>
5378
5379 Aggregate Operations
5380 --------------------
5381
5382 LLVM supports several instructions for working with
5383 :ref:`aggregate <t_aggregate>` values.
5384
5385 .. _i_extractvalue:
5386
5387 '``extractvalue``' Instruction
5388 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5389
5390 Syntax:
5391 """""""
5392
5393 ::
5394
5395       <result> = extractvalue <aggregate type> <val>, <idx>{, <idx>}*
5396
5397 Overview:
5398 """""""""
5399
5400 The '``extractvalue``' instruction extracts the value of a member field
5401 from an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
5402
5403 Arguments:
5404 """"""""""
5405
5406 The first operand of an '``extractvalue``' instruction is a value of
5407 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The operands are
5408 constant indices to specify which value to extract in a similar manner
5409 as indices in a '``getelementptr``' instruction.
5410
5411 The major differences to ``getelementptr`` indexing are:
5412
5413 -  Since the value being indexed is not a pointer, the first index is
5414    omitted and assumed to be zero.
5415 -  At least one index must be specified.
5416 -  Not only struct indices but also array indices must be in bounds.
5417
5418 Semantics:
5419 """"""""""
5420
5421 The result is the value at the position in the aggregate specified by
5422 the index operands.
5423
5424 Example:
5425 """"""""
5426
5427 .. code-block:: llvm
5428
5429       <result> = extractvalue {i32, float} %agg, 0    ; yields i32
5430
5431 .. _i_insertvalue:
5432
5433 '``insertvalue``' Instruction
5434 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5435
5436 Syntax:
5437 """""""
5438
5439 ::
5440
5441       <result> = insertvalue <aggregate type> <val>, <ty> <elt>, <idx>{, <idx>}*    ; yields <aggregate type>
5442
5443 Overview:
5444 """""""""
5445
5446 The '``insertvalue``' instruction inserts a value into a member field in
5447 an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
5448
5449 Arguments:
5450 """"""""""
5451
5452 The first operand of an '``insertvalue``' instruction is a value of
5453 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The second operand is
5454 a first-class value to insert. The following operands are constant
5455 indices indicating the position at which to insert the value in a
5456 similar manner as indices in a '``extractvalue``' instruction. The value
5457 to insert must have the same type as the value identified by the
5458 indices.
5459
5460 Semantics:
5461 """"""""""
5462
5463 The result is an aggregate of the same type as ``val``. Its value is
5464 that of ``val`` except that the value at the position specified by the
5465 indices is that of ``elt``.
5466
5467 Example:
5468 """"""""
5469
5470 .. code-block:: llvm
5471
5472       %agg1 = insertvalue {i32, float} undef, i32 1, 0              ; yields {i32 1, float undef}
5473       %agg2 = insertvalue {i32, float} %agg1, float %val, 1         ; yields {i32 1, float %val}
5474       %agg3 = insertvalue {i32, {float}} undef, float %val, 1, 0    ; yields {i32 undef, {float %val}}
5475
5476 .. _memoryops:
5477
5478 Memory Access and Addressing Operations
5479 ---------------------------------------
5480
5481 A key design point of an SSA-based representation is how it represents
5482 memory. In LLVM, no memory locations are in SSA form, which makes things
5483 very simple. This section describes how to read, write, and allocate
5484 memory in LLVM.
5485
5486 .. _i_alloca:
5487
5488 '``alloca``' Instruction
5489 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5490
5491 Syntax:
5492 """""""
5493
5494 ::
5495
5496       <result> = alloca [inalloca] <type> [, <ty> <NumElements>] [, align <alignment>]     ; yields type*:result
5497
5498 Overview:
5499 """""""""
5500
5501 The '``alloca``' instruction allocates memory on the stack frame of the
5502 currently executing function, to be automatically released when this
5503 function returns to its caller. The object is always allocated in the
5504 generic address space (address space zero).
5505
5506 Arguments:
5507 """"""""""
5508
5509 The '``alloca``' instruction allocates ``sizeof(<type>)*NumElements``
5510 bytes of memory on the runtime stack, returning a pointer of the
5511 appropriate type to the program. If "NumElements" is specified, it is
5512 the number of elements allocated, otherwise "NumElements" is defaulted
5513 to be one. If a constant alignment is specified, the value result of the
5514 allocation is guaranteed to be aligned to at least that boundary. The
5515 alignment may not be greater than ``1 << 29``. If not specified, or if
5516 zero, the target can choose to align the allocation on any convenient
5517 boundary compatible with the type.
5518
5519 '``type``' may be any sized type.
5520
5521 Semantics:
5522 """"""""""
5523
5524 Memory is allocated; a pointer is returned. The operation is undefined
5525 if there is insufficient stack space for the allocation. '``alloca``'d
5526 memory is automatically released when the function returns. The
5527 '``alloca``' instruction is commonly used to represent automatic
5528 variables that must have an address available. When the function returns
5529 (either with the ``ret`` or ``resume`` instructions), the memory is
5530 reclaimed. Allocating zero bytes is legal, but the result is undefined.
5531 The order in which memory is allocated (ie., which way the stack grows)
5532 is not specified.
5533
5534 Example:
5535 """"""""
5536
5537 .. code-block:: llvm
5538
5539       %ptr = alloca i32                             ; yields i32*:ptr
5540       %ptr = alloca i32, i32 4                      ; yields i32*:ptr
5541       %ptr = alloca i32, i32 4, align 1024          ; yields i32*:ptr
5542       %ptr = alloca i32, align 1024                 ; yields i32*:ptr
5543
5544 .. _i_load:
5545
5546 '``load``' Instruction
5547 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5548
5549 Syntax:
5550 """""""
5551
5552 ::
5553
5554       <result> = load [volatile] <ty>, <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>][, !invariant.load !<index>][, !nonnull !<index>]
5555       <result> = load atomic [volatile] <ty>* <pointer> [singlethread] <ordering>, align <alignment>
5556       !<index> = !{ i32 1 }
5557
5558 Overview:
5559 """""""""
5560
5561 The '``load``' instruction is used to read from memory.
5562
5563 Arguments:
5564 """"""""""
5565
5566 The argument to the ``load`` instruction specifies the memory address
5567 from which to load. The type specified must be a :ref:`first
5568 class <t_firstclass>` type. If the ``load`` is marked as ``volatile``,
5569 then the optimizer is not allowed to modify the number or order of
5570 execution of this ``load`` with other :ref:`volatile
5571 operations <volatile>`.
5572
5573 If the ``load`` is marked as ``atomic``, it takes an extra
5574 :ref:`ordering <ordering>` and optional ``singlethread`` argument. The
5575 ``release`` and ``acq_rel`` orderings are not valid on ``load``
5576 instructions. Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results
5577 when they may see multiple atomic stores. The type of the pointee must
5578 be an integer type whose bit width is a power of two greater than or
5579 equal to eight and less than or equal to a target-specific size limit.
5580 ``align`` must be explicitly specified on atomic loads, and the load has
5581 undefined behavior if the alignment is not set to a value which is at
5582 least the size in bytes of the pointee. ``!nontemporal`` does not have
5583 any defined semantics for atomic loads.
5584
5585 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
5586 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
5587 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
5588 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
5589 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
5590 alignment results in undefined behavior. Underestimating the alignment
5591 may produce less efficient code. An alignment of 1 is always safe. The
5592 maximum possible alignment is ``1 << 29``.
5593
5594 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single
5595 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one
5596 ``i32`` entry of value 1. The existence of the ``!nontemporal``
5597 metadata on the instruction tells the optimizer and code generator
5598 that this load is not expected to be reused in the cache. The code
5599 generator may select special instructions to save cache bandwidth, such
5600 as the ``MOVNT`` instruction on x86.
5601
5602 The optional ``!invariant.load`` metadata must reference a single
5603 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
5604 entries. The existence of the ``!invariant.load`` metadata on the
5605 instruction tells the optimizer and code generator that the address
5606 operand to this load points to memory which can be assumed unchanged.
5607 Being invariant does not imply that a location is dereferenceable, 
5608 but it does imply that once the location is known dereferenceable 
5609 its value is henceforth unchanging.  
5610
5611 The optional ``!nonnull`` metadata must reference a single
5612 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
5613 entries. The existence of the ``!nonnull`` metadata on the
5614 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to
5615 never be null.  This is analogous to the ''nonnull'' attribute
5616 on parameters and return values.  This metadata can only be applied 
5617 to loads of a pointer type.  
5618
5619 Semantics:
5620 """"""""""
5621
5622 The location of memory pointed to is loaded. If the value being loaded
5623 is of scalar type then the number of bytes read does not exceed the
5624 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
5625 example, loading an ``i24`` reads at most three bytes. When loading a
5626 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
5627 of bytes, the result is undefined if the value was not originally
5628 written using a store of the same type.
5629
5630 Examples:
5631 """""""""
5632
5633 .. code-block:: llvm
5634
5635       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
5636       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
5637       %val = load i32, i32* %ptr                      ; yields i32:val = i32 3
5638
5639 .. _i_store:
5640
5641 '``store``' Instruction
5642 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5643
5644 Syntax:
5645 """""""
5646
5647 ::
5648
5649       store [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>]        ; yields void
5650       store atomic [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer> [singlethread] <ordering>, align <alignment>  ; yields void
5651
5652 Overview:
5653 """""""""
5654
5655 The '``store``' instruction is used to write to memory.
5656
5657 Arguments:
5658 """"""""""
5659
5660 There are two arguments to the ``store`` instruction: a value to store
5661 and an address at which to store it. The type of the ``<pointer>``
5662 operand must be a pointer to the :ref:`first class <t_firstclass>` type of
5663 the ``<value>`` operand. If the ``store`` is marked as ``volatile``,
5664 then the optimizer is not allowed to modify the number or order of
5665 execution of this ``store`` with other :ref:`volatile
5666 operations <volatile>`.
5667
5668 If the ``store`` is marked as ``atomic``, it takes an extra
5669 :ref:`ordering <ordering>` and optional ``singlethread`` argument. The
5670 ``acquire`` and ``acq_rel`` orderings aren't valid on ``store``
5671 instructions. Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results
5672 when they may see multiple atomic stores. The type of the pointee must
5673 be an integer type whose bit width is a power of two greater than or
5674 equal to eight and less than or equal to a target-specific size limit.
5675 ``align`` must be explicitly specified on atomic stores, and the store
5676 has undefined behavior if the alignment is not set to a value which is
5677 at least the size in bytes of the pointee. ``!nontemporal`` does not
5678 have any defined semantics for atomic stores.
5679
5680 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
5681 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
5682 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
5683 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
5684 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
5685 alignment results in undefined behavior. Underestimating the
5686 alignment may produce less efficient code. An alignment of 1 is always
5687 safe. The maximum possible alignment is ``1 << 29``.
5688
5689 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single metadata
5690 name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one ``i32`` entry of
5691 value 1. The existence of the ``!nontemporal`` metadata on the instruction
5692 tells the optimizer and code generator that this load is not expected to
5693 be reused in the cache. The code generator may select special
5694 instructions to save cache bandwidth, such as the MOVNT instruction on
5695 x86.
5696
5697 Semantics:
5698 """"""""""
5699
5700 The contents of memory are updated to contain ``<value>`` at the
5701 location specified by the ``<pointer>`` operand. If ``<value>`` is
5702 of scalar type then the number of bytes written does not exceed the
5703 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
5704 example, storing an ``i24`` writes at most three bytes. When writing a
5705 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
5706 of bytes, it is unspecified what happens to the extra bits that do not
5707 belong to the type, but they will typically be overwritten.
5708
5709 Example:
5710 """"""""
5711
5712 .. code-block:: llvm
5713
5714       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
5715       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
5716       %val = load i32* %ptr                           ; yields i32:val = i32 3
5717
5718 .. _i_fence:
5719
5720 '``fence``' Instruction
5721 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5722
5723 Syntax:
5724 """""""
5725
5726 ::
5727
5728       fence [singlethread] <ordering>                   ; yields void
5729
5730 Overview:
5731 """""""""
5732
5733 The '``fence``' instruction is used to introduce happens-before edges
5734 between operations.
5735
5736 Arguments:
5737 """"""""""
5738
5739 '``fence``' instructions take an :ref:`ordering <ordering>` argument which
5740 defines what *synchronizes-with* edges they add. They can only be given
5741 ``acquire``, ``release``, ``acq_rel``, and ``seq_cst`` orderings.
5742
5743 Semantics:
5744 """"""""""
5745
5746 A fence A which has (at least) ``release`` ordering semantics
5747 *synchronizes with* a fence B with (at least) ``acquire`` ordering
5748 semantics if and only if there exist atomic operations X and Y, both
5749 operating on some atomic object M, such that A is sequenced before X, X
5750 modifies M (either directly or through some side effect of a sequence
5751 headed by X), Y is sequenced before B, and Y observes M. This provides a
5752 *happens-before* dependency between A and B. Rather than an explicit
5753 ``fence``, one (but not both) of the atomic operations X or Y might
5754 provide a ``release`` or ``acquire`` (resp.) ordering constraint and
5755 still *synchronize-with* the explicit ``fence`` and establish the
5756 *happens-before* edge.
5757
5758 A ``fence`` which has ``seq_cst`` ordering, in addition to having both
5759 ``acquire`` and ``release`` semantics specified above, participates in
5760 the global program order of other ``seq_cst`` operations and/or fences.
5761
5762 The optional ":ref:`singlethread <singlethread>`" argument specifies
5763 that the fence only synchronizes with other fences in the same thread.
5764 (This is useful for interacting with signal handlers.)
5765
5766 Example:
5767 """"""""
5768
5769 .. code-block:: llvm
5770
5771       fence acquire                          ; yields void
5772       fence singlethread seq_cst             ; yields void
5773
5774 .. _i_cmpxchg:
5775
5776 '``cmpxchg``' Instruction
5777 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5778
5779 Syntax:
5780 """""""
5781
5782 ::
5783
5784       cmpxchg [weak] [volatile] <ty>* <pointer>, <ty> <cmp>, <ty> <new> [singlethread] <success ordering> <failure ordering> ; yields  { ty, i1 }
5785
5786 Overview:
5787 """""""""
5788
5789 The '``cmpxchg``' instruction is used to atomically modify memory. It
5790 loads a value in memory and compares it to a given value. If they are
5791 equal, it tries to store a new value into the memory.
5792
5793 Arguments:
5794 """"""""""
5795
5796 There are three arguments to the '``cmpxchg``' instruction: an address
5797 to operate on, a value to compare to the value currently be at that
5798 address, and a new value to place at that address if the compared values
5799 are equal. The type of '<cmp>' must be an integer type whose bit width
5800 is a power of two greater than or equal to eight and less than or equal
5801 to a target-specific size limit. '<cmp>' and '<new>' must have the same
5802 type, and the type of '<pointer>' must be a pointer to that type. If the
5803 ``cmpxchg`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not allowed
5804 to modify the number or order of execution of this ``cmpxchg`` with
5805 other :ref:`volatile operations <volatile>`.
5806
5807 The success and failure :ref:`ordering <ordering>` arguments specify how this
5808 ``cmpxchg`` synchronizes with other atomic operations. Both ordering parameters
5809 must be at least ``monotonic``, the ordering constraint on failure must be no
5810 stronger than that on success, and the failure ordering cannot be either
5811 ``release`` or ``acq_rel``.
5812
5813 The optional "``singlethread``" argument declares that the ``cmpxchg``
5814 is only atomic with respect to code (usually signal handlers) running in
5815 the same thread as the ``cmpxchg``. Otherwise the cmpxchg is atomic with
5816 respect to all other code in the system.
5817
5818 The pointer passed into cmpxchg must have alignment greater than or
5819 equal to the size in memory of the operand.
5820
5821 Semantics:
5822 """"""""""
5823
5824 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``' operand
5825 is read and compared to '``<cmp>``'; if the read value is the equal, the
5826 '``<new>``' is written. The original value at the location is returned, together
5827 with a flag indicating success (true) or failure (false).
5828
5829 If the cmpxchg operation is marked as ``weak`` then a spurious failure is
5830 permitted: the operation may not write ``<new>`` even if the comparison
5831 matched.
5832
5833 If the cmpxchg operation is strong (the default), the i1 value is 1 if and only
5834 if the value loaded equals ``cmp``.
5835
5836 A successful ``cmpxchg`` is a read-modify-write instruction for the purpose of
5837 identifying release sequences. A failed ``cmpxchg`` is equivalent to an atomic
5838 load with an ordering parameter determined the second ordering parameter.
5839
5840 Example:
5841 """"""""
5842
5843 .. code-block:: llvm
5844
5845     entry:
5846       %orig = atomic load i32, i32* %ptr unordered                ; yields i32
5847       br label %loop
5848
5849     loop:
5850       %cmp = phi i32 [ %orig, %entry ], [%old, %loop]
5851       %squared = mul i32 %cmp, %cmp
5852       %val_success = cmpxchg i32* %ptr, i32 %cmp, i32 %squared acq_rel monotonic ; yields  { i32, i1 }
5853       %value_loaded = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 0
5854       %success = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 1
5855       br i1 %success, label %done, label %loop
5856
5857     done:
5858       ...
5859
5860 .. _i_atomicrmw:
5861
5862 '``atomicrmw``' Instruction
5863 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5864
5865 Syntax:
5866 """""""
5867
5868 ::
5869
5870       atomicrmw [volatile] <operation> <ty>* <pointer>, <ty> <value> [singlethread] <ordering>                   ; yields ty
5871
5872 Overview:
5873 """""""""
5874
5875 The '``atomicrmw``' instruction is used to atomically modify memory.
5876
5877 Arguments:
5878 """"""""""
5879
5880 There are three arguments to the '``atomicrmw``' instruction: an
5881 operation to apply, an address whose value to modify, an argument to the
5882 operation. The operation must be one of the following keywords:
5883
5884 -  xchg
5885 -  add
5886 -  sub
5887 -  and
5888 -  nand
5889 -  or
5890 -  xor
5891 -  max
5892 -  min
5893 -  umax
5894 -  umin
5895
5896 The type of '<value>' must be an integer type whose bit width is a power
5897 of two greater than or equal to eight and less than or equal to a
5898 target-specific size limit. The type of the '``<pointer>``' operand must
5899 be a pointer to that type. If the ``atomicrmw`` is marked as
5900 ``volatile``, then the optimizer is not allowed to modify the number or
5901 order of execution of this ``atomicrmw`` with other :ref:`volatile
5902 operations <volatile>`.
5903
5904 Semantics:
5905 """"""""""
5906
5907 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``'
5908 operand are atomically read, modified, and written back. The original
5909 value at the location is returned. The modification is specified by the
5910 operation argument:
5911
5912 -  xchg: ``*ptr = val``
5913 -  add: ``*ptr = *ptr + val``
5914 -  sub: ``*ptr = *ptr - val``
5915 -  and: ``*ptr = *ptr & val``
5916 -  nand: ``*ptr = ~(*ptr & val)``
5917 -  or: ``*ptr = *ptr | val``
5918 -  xor: ``*ptr = *ptr ^ val``
5919 -  max: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
5920 -  min: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
5921 -  umax: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using an unsigned
5922    comparison)
5923 -  umin: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using an unsigned
5924    comparison)
5925
5926 Example:
5927 """"""""
5928
5929 .. code-block:: llvm
5930
5931       %old = atomicrmw add i32* %ptr, i32 1 acquire                        ; yields i32
5932
5933 .. _i_getelementptr:
5934
5935 '``getelementptr``' Instruction
5936 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5937
5938 Syntax:
5939 """""""
5940
5941 ::
5942
5943       <result> = getelementptr <ty>, <ty>* <ptrval>{, <ty> <idx>}*
5944       <result> = getelementptr inbounds <ty>, <ty>* <ptrval>{, <ty> <idx>}*
5945       <result> = getelementptr <ty>, <ptr vector> <ptrval>, <vector index type> <idx>
5946
5947 Overview:
5948 """""""""
5949
5950 The '``getelementptr``' instruction is used to get the address of a
5951 subelement of an :ref:`aggregate <t_aggregate>` data structure. It performs
5952 address calculation only and does not access memory.
5953
5954 Arguments:
5955 """"""""""
5956
5957 The first argument is always a type used as the basis for the calculations.
5958 The second argument is always a pointer or a vector of pointers, and is the
5959 base address to start from. The remaining arguments are indices
5960 that indicate which of the elements of the aggregate object are indexed.
5961 The interpretation of each index is dependent on the type being indexed
5962 into. The first index always indexes the pointer value given as the
5963 first argument, the second index indexes a value of the type pointed to
5964 (not necessarily the value directly pointed to, since the first index
5965 can be non-zero), etc. The first type indexed into must be a pointer
5966 value, subsequent types can be arrays, vectors, and structs. Note that
5967 subsequent types being indexed into can never be pointers, since that
5968 would require loading the pointer before continuing calculation.
5969
5970 The type of each index argument depends on the type it is indexing into.
5971 When indexing into a (optionally packed) structure, only ``i32`` integer
5972 **constants** are allowed (when using a vector of indices they must all
5973 be the **same** ``i32`` integer constant). When indexing into an array,
5974 pointer or vector, integers of any width are allowed, and they are not
5975 required to be constant. These integers are treated as signed values
5976 where relevant.
5977
5978 For example, let's consider a C code fragment and how it gets compiled
5979 to LLVM:
5980
5981 .. code-block:: c
5982
5983     struct RT {
5984       char A;
5985       int B[10][20];
5986       char C;
5987     };
5988     struct ST {
5989       int X;
5990       double Y;
5991       struct RT Z;
5992     };
5993
5994     int *foo(struct ST *s) {
5995       return &s[1].Z.B[5][13];
5996     }
5997
5998 The LLVM code generated by Clang is:
5999
6000 .. code-block:: llvm
6001
6002     %struct.RT = type { i8, [10 x [20 x i32]], i8 }
6003     %struct.ST = type { i32, double, %struct.RT }
6004
6005     define i32* @foo(%struct.ST* %s) nounwind uwtable readnone optsize ssp {
6006     entry:
6007       %arrayidx = getelementptr inbounds %struct.ST, %struct.ST* %s, i64 1, i32 2, i32 1, i64 5, i64 13
6008       ret i32* %arrayidx
6009     }
6010
6011 Semantics:
6012 """"""""""
6013
6014 In the example above, the first index is indexing into the
6015 '``%struct.ST*``' type, which is a pointer, yielding a '``%struct.ST``'
6016 = '``{ i32, double, %struct.RT }``' type, a structure. The second index
6017 indexes into the third element of the structure, yielding a
6018 '``%struct.RT``' = '``{ i8 , [10 x [20 x i32]], i8 }``' type, another
6019 structure. The third index indexes into the second element of the
6020 structure, yielding a '``[10 x [20 x i32]]``' type, an array. The two
6021 dimensions of the array are subscripted into, yielding an '``i32``'
6022 type. The '``getelementptr``' instruction returns a pointer to this
6023 element, thus computing a value of '``i32*``' type.
6024
6025 Note that it is perfectly legal to index partially through a structure,
6026 returning a pointer to an inner element. Because of this, the LLVM code
6027 for the given testcase is equivalent to:
6028
6029 .. code-block:: llvm
6030
6031     define i32* @foo(%struct.ST* %s) {
6032       %t1 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %s, i32 1                        ; yields %struct.ST*:%t1
6033       %t2 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %t1, i32 0, i32 2                ; yields %struct.RT*:%t2
6034       %t3 = getelementptr %struct.RT, %struct.RT* %t2, i32 0, i32 1                ; yields [10 x [20 x i32]]*:%t3
6035       %t4 = getelementptr [10 x [20 x i32]], [10 x [20 x i32]]* %t3, i32 0, i32 5  ; yields [20 x i32]*:%t4
6036       %t5 = getelementptr [20 x i32], [20 x i32]* %t4, i32 0, i32 13               ; yields i32*:%t5
6037       ret i32* %t5
6038     }
6039
6040 If the ``inbounds`` keyword is present, the result value of the
6041 ``getelementptr`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the base
6042 pointer is not an *in bounds* address of an allocated object, or if any
6043 of the addresses that would be formed by successive addition of the
6044 offsets implied by the indices to the base address with infinitely
6045 precise signed arithmetic are not an *in bounds* address of that
6046 allocated object. The *in bounds* addresses for an allocated object are
6047 all the addresses that point into the object, plus the address one byte
6048 past the end. In cases where the base is a vector of pointers the
6049 ``inbounds`` keyword applies to each of the computations element-wise.
6050
6051 If the ``inbounds`` keyword is not present, the offsets are added to the
6052 base address with silently-wrapping two's complement arithmetic. If the
6053 offsets have a different width from the pointer, they are sign-extended
6054 or truncated to the width of the pointer. The result value of the
6055 ``getelementptr`` may be outside the object pointed to by the base
6056 pointer. The result value may not necessarily be used to access memory
6057 though, even if it happens to point into allocated storage. See the
6058 :ref:`Pointer Aliasing Rules <pointeraliasing>` section for more
6059 information.
6060
6061 The getelementptr instruction is often confusing. For some more insight
6062 into how it works, see :doc:`the getelementptr FAQ <GetElementPtr>`.
6063
6064 Example:
6065 """"""""
6066
6067 .. code-block:: llvm
6068
6069         ; yields [12 x i8]*:aptr
6070         %aptr = getelementptr {i32, [12 x i8]}, {i32, [12 x i8]}* %saptr, i64 0, i32 1
6071         ; yields i8*:vptr
6072         %vptr = getelementptr {i32, <2 x i8>}, {i32, <2 x i8>}* %svptr, i64 0, i32 1, i32 1
6073         ; yields i8*:eptr
6074         %eptr = getelementptr [12 x i8], [12 x i8]* %aptr, i64 0, i32 1
6075         ; yields i32*:iptr
6076         %iptr = getelementptr [10 x i32], [10 x i32]* @arr, i16 0, i16 0
6077
6078 In cases where the pointer argument is a vector of pointers, each index
6079 must be a vector with the same number of elements. For example:
6080
6081 .. code-block:: llvm
6082
6083      %A = getelementptr i8, <4 x i8*> %ptrs, <4 x i64> %offsets,
6084
6085 Conversion Operations
6086 ---------------------
6087
6088 The instructions in this category are the conversion instructions
6089 (casting) which all take a single operand and a type. They perform
6090 various bit conversions on the operand.
6091
6092 '``trunc .. to``' Instruction
6093 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6094
6095 Syntax:
6096 """""""
6097
6098 ::
6099
6100       <result> = trunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6101
6102 Overview:
6103 """""""""
6104
6105 The '``trunc``' instruction truncates its operand to the type ``ty2``.
6106
6107 Arguments:
6108 """"""""""
6109
6110 The '``trunc``' instruction takes a value to trunc, and a type to trunc
6111 it to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors
6112 of the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
6113 larger than the bit size of the destination type, ``ty2``. Equal sized
6114 types are not allowed.
6115
6116 Semantics:
6117 """"""""""
6118
6119 The '``trunc``' instruction truncates the high order bits in ``value``
6120 and converts the remaining bits to ``ty2``. Since the source size must
6121 be larger than the destination size, ``trunc`` cannot be a *no-op cast*.
6122 It will always truncate bits.
6123
6124 Example:
6125 """"""""
6126
6127 .. code-block:: llvm
6128
6129       %X = trunc i32 257 to i8                        ; yields i8:1
6130       %Y = trunc i32 123 to i1                        ; yields i1:true
6131       %Z = trunc i32 122 to i1                        ; yields i1:false
6132       %W = trunc <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i8> ; yields <i8 8, i8 7>
6133
6134 '``zext .. to``' Instruction
6135 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6136
6137 Syntax:
6138 """""""
6139
6140 ::
6141
6142       <result> = zext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6143
6144 Overview:
6145 """""""""
6146
6147 The '``zext``' instruction zero extends its operand to type ``ty2``.
6148
6149 Arguments:
6150 """"""""""
6151
6152 The '``zext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
6153 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
6154 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
6155 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
6156
6157 Semantics:
6158 """"""""""
6159
6160 The ``zext`` fills the high order bits of the ``value`` with zero bits
6161 until it reaches the size of the destination type, ``ty2``.
6162
6163 When zero extending from i1, the result will always be either 0 or 1.
6164
6165 Example:
6166 """"""""
6167
6168 .. code-block:: llvm
6169
6170       %X = zext i32 257 to i64              ; yields i64:257
6171       %Y = zext i1 true to i32              ; yields i32:1
6172       %Z = zext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
6173
6174 '``sext .. to``' Instruction
6175 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6176
6177 Syntax:
6178 """""""
6179
6180 ::
6181
6182       <result> = sext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6183
6184 Overview:
6185 """""""""
6186
6187 The '``sext``' sign extends ``value`` to the type ``ty2``.
6188
6189 Arguments:
6190 """"""""""
6191
6192 The '``sext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
6193 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
6194 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
6195 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
6196
6197 Semantics:
6198 """"""""""
6199
6200 The '``sext``' instruction performs a sign extension by copying the sign
6201 bit (highest order bit) of the ``value`` until it reaches the bit size
6202 of the type ``ty2``.
6203
6204 When sign extending from i1, the extension always results in -1 or 0.
6205
6206 Example:
6207 """"""""
6208
6209 .. code-block:: llvm
6210
6211       %X = sext i8  -1 to i16              ; yields i16   :65535
6212       %Y = sext i1 true to i32             ; yields i32:-1
6213       %Z = sext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
6214
6215 '``fptrunc .. to``' Instruction
6216 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6217
6218 Syntax:
6219 """""""
6220
6221 ::
6222
6223       <result> = fptrunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6224
6225 Overview:
6226 """""""""
6227
6228 The '``fptrunc``' instruction truncates ``value`` to type ``ty2``.
6229
6230 Arguments:
6231 """"""""""
6232
6233 The '``fptrunc``' instruction takes a :ref:`floating point <t_floating>`
6234 value to cast and a :ref:`floating point <t_floating>` type to cast it to.
6235 The size of ``value`` must be larger than the size of ``ty2``. This
6236 implies that ``fptrunc`` cannot be used to make a *no-op cast*.
6237
6238 Semantics:
6239 """"""""""
6240
6241 The '``fptrunc``' instruction truncates a ``value`` from a larger
6242 :ref:`floating point <t_floating>` type to a smaller :ref:`floating
6243 point <t_floating>` type. If the value cannot fit within the
6244 destination type, ``ty2``, then the results are undefined.
6245
6246 Example:
6247 """"""""
6248
6249 .. code-block:: llvm
6250
6251       %X = fptrunc double 123.0 to float         ; yields float:123.0
6252       %Y = fptrunc double 1.0E+300 to float      ; yields undefined
6253
6254 '``fpext .. to``' Instruction
6255 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6256
6257 Syntax:
6258 """""""
6259
6260 ::
6261
6262       <result> = fpext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6263
6264 Overview:
6265 """""""""
6266
6267 The '``fpext``' extends a floating point ``value`` to a larger floating
6268 point value.
6269
6270 Arguments:
6271 """"""""""
6272
6273 The '``fpext``' instruction takes a :ref:`floating point <t_floating>`
6274 ``value`` to cast, and a :ref:`floating point <t_floating>` type to cast it
6275 to. The source type must be smaller than the destination type.
6276
6277 Semantics:
6278 """"""""""
6279
6280 The '``fpext``' instruction extends the ``value`` from a smaller
6281 :ref:`floating point <t_floating>` type to a larger :ref:`floating
6282 point <t_floating>` type. The ``fpext`` cannot be used to make a
6283 *no-op cast* because it always changes bits. Use ``bitcast`` to make a
6284 *no-op cast* for a floating point cast.
6285
6286 Example:
6287 """"""""
6288
6289 .. code-block:: llvm
6290
6291       %X = fpext float 3.125 to double         ; yields double:3.125000e+00
6292       %Y = fpext double %X to fp128            ; yields fp128:0xL00000000000000004000900000000000
6293
6294 '``fptoui .. to``' Instruction
6295 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6296
6297 Syntax:
6298 """""""
6299
6300 ::
6301
6302       <result> = fptoui <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6303
6304 Overview:
6305 """""""""
6306
6307 The '``fptoui``' converts a floating point ``value`` to its unsigned
6308 integer equivalent of type ``ty2``.
6309
6310 Arguments:
6311 """"""""""
6312
6313 The '``fptoui``' instruction takes a value to cast, which must be a
6314 scalar or vector :ref:`floating point <t_floating>` value, and a type to
6315 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
6316 ``ty`` is a vector floating point type, ``ty2`` must be a vector integer
6317 type with the same number of elements as ``ty``
6318
6319 Semantics:
6320 """"""""""
6321
6322 The '``fptoui``' instruction converts its :ref:`floating
6323 point <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
6324 unsigned integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the results
6325 are undefined.
6326
6327 Example:
6328 """"""""
6329
6330 .. code-block:: llvm
6331
6332       %X = fptoui double 123.0 to i32      ; yields i32:123
6333       %Y = fptoui float 1.0E+300 to i1     ; yields undefined:1
6334       %Z = fptoui float 1.04E+17 to i8     ; yields undefined:1
6335
6336 '``fptosi .. to``' Instruction
6337 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6338
6339 Syntax:
6340 """""""
6341
6342 ::
6343
6344       <result> = fptosi <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6345
6346 Overview:
6347 """""""""
6348
6349 The '``fptosi``' instruction converts :ref:`floating point <t_floating>`
6350 ``value`` to type ``ty2``.
6351
6352 Arguments:
6353 """"""""""
6354
6355 The '``fptosi``' instruction takes a value to cast, which must be a
6356 scalar or vector :ref:`floating point <t_floating>` value, and a type to
6357 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
6358 ``ty`` is a vector floating point type, ``ty2`` must be a vector integer
6359 type with the same number of elements as ``ty``
6360
6361 Semantics:
6362 """"""""""
6363
6364 The '``fptosi``' instruction converts its :ref:`floating
6365 point <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
6366 signed integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the results
6367 are undefined.
6368
6369 Example:
6370 """"""""
6371
6372 .. code-block:: llvm
6373
6374       %X = fptosi double -123.0 to i32      ; yields i32:-123
6375       %Y = fptosi float 1.0E-247 to i1      ; yields undefined:1
6376       %Z = fptosi float 1.04E+17 to i8      ; yields undefined:1
6377
6378 '``uitofp .. to``' Instruction
6379 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6380
6381 Syntax:
6382 """""""
6383
6384 ::
6385
6386       <result> = uitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6387
6388 Overview:
6389 """""""""
6390
6391 The '``uitofp``' instruction regards ``value`` as an unsigned integer
6392 and converts that value to the ``ty2`` type.
6393
6394 Arguments:
6395 """"""""""
6396
6397 The '``uitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
6398 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
6399 ``ty2``, which must be an :ref:`floating point <t_floating>` type. If
6400 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating point
6401 type with the same number of elements as ``ty``
6402
6403 Semantics:
6404 """"""""""
6405
6406 The '``uitofp``' instruction interprets its operand as an unsigned
6407 integer quantity and converts it to the corresponding floating point
6408 value. If the value cannot fit in the floating point value, the results
6409 are undefined.
6410
6411 Example:
6412 """"""""
6413
6414 .. code-block:: llvm
6415
6416       %X = uitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
6417       %Y = uitofp i8 -1 to double          ; yields double:255.0
6418
6419 '``sitofp .. to``' Instruction
6420 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6421
6422 Syntax:
6423 """""""
6424
6425 ::
6426
6427       <result> = sitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6428
6429 Overview:
6430 """""""""
6431
6432 The '``sitofp``' instruction regards ``value`` as a signed integer and
6433 converts that value to the ``ty2`` type.
6434
6435 Arguments:
6436 """"""""""
6437
6438 The '``sitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
6439 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
6440 ``ty2``, which must be an :ref:`floating point <t_floating>` type. If
6441 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating point
6442 type with the same number of elements as ``ty``
6443
6444 Semantics:
6445 """"""""""
6446
6447 The '``sitofp``' instruction interprets its operand as a signed integer
6448 quantity and converts it to the corresponding floating point value. If
6449 the value cannot fit in the floating point value, the results are
6450 undefined.
6451
6452 Example:
6453 """"""""
6454
6455 .. code-block:: llvm
6456
6457       %X = sitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
6458       %Y = sitofp i8 -1 to double          ; yields double:-1.0
6459
6460 .. _i_ptrtoint:
6461
6462 '``ptrtoint .. to``' Instruction
6463 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6464
6465 Syntax:
6466 """""""
6467
6468 ::
6469
6470       <result> = ptrtoint <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6471
6472 Overview:
6473 """""""""
6474
6475 The '``ptrtoint``' instruction converts the pointer or a vector of
6476 pointers ``value`` to the integer (or vector of integers) type ``ty2``.
6477
6478 Arguments:
6479 """"""""""
6480
6481 The '``ptrtoint``' instruction takes a ``value`` to cast, which must be
6482 a a value of type :ref:`pointer <t_pointer>` or a vector of pointers, and a
6483 type to cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` or
6484 a vector of integers type.
6485
6486 Semantics:
6487 """"""""""
6488
6489 The '``ptrtoint``' instruction converts ``value`` to integer type
6490 ``ty2`` by interpreting the pointer value as an integer and either
6491 truncating or zero extending that value to the size of the integer type.
6492 If ``value`` is smaller than ``ty2`` then a zero extension is done. If
6493 ``value`` is larger than ``ty2`` then a truncation is done. If they are
6494 the same size, then nothing is done (*no-op cast*) other than a type
6495 change.
6496
6497 Example:
6498 """"""""
6499
6500 .. code-block:: llvm
6501
6502       %X = ptrtoint i32* %P to i8                         ; yields truncation on 32-bit architecture
6503       %Y = ptrtoint i32* %P to i64                        ; yields zero extension on 32-bit architecture
6504       %Z = ptrtoint <4 x i32*> %P to <4 x i64>; yields vector zero extension for a vector of addresses on 32-bit architecture
6505
6506 .. _i_inttoptr:
6507
6508 '``inttoptr .. to``' Instruction
6509 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6510
6511 Syntax:
6512 """""""
6513
6514 ::
6515
6516       <result> = inttoptr <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6517
6518 Overview:
6519 """""""""
6520
6521 The '``inttoptr``' instruction converts an integer ``value`` to a
6522 pointer type, ``ty2``.
6523
6524 Arguments:
6525 """"""""""
6526
6527 The '``inttoptr``' instruction takes an :ref:`integer <t_integer>` value to
6528 cast, and a type to cast it to, which must be a :ref:`pointer <t_pointer>`
6529 type.
6530
6531 Semantics:
6532 """"""""""
6533
6534 The '``inttoptr``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` by
6535 applying either a zero extension or a truncation depending on the size
6536 of the integer ``value``. If ``value`` is larger than the size of a
6537 pointer then a truncation is done. If ``value`` is smaller than the size
6538 of a pointer then a zero extension is done. If they are the same size,
6539 nothing is done (*no-op cast*).
6540
6541 Example:
6542 """"""""
6543
6544 .. code-block:: llvm
6545
6546       %X = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields zero extension on 64-bit architecture
6547       %Y = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields no-op on 32-bit architecture
6548       %Z = inttoptr i64 0 to i32*            ; yields truncation on 32-bit architecture
6549       %Z = inttoptr <4 x i32> %G to <4 x i8*>; yields truncation of vector G to four pointers
6550
6551 .. _i_bitcast:
6552
6553 '``bitcast .. to``' Instruction
6554 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6555
6556 Syntax:
6557 """""""
6558
6559 ::
6560
6561       <result> = bitcast <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6562
6563 Overview:
6564 """""""""
6565
6566 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` without
6567 changing any bits.
6568
6569 Arguments:
6570 """"""""""
6571
6572 The '``bitcast``' instruction takes a value to cast, which must be a
6573 non-aggregate first class value, and a type to cast it to, which must
6574 also be a non-aggregate :ref:`first class <t_firstclass>` type. The
6575 bit sizes of ``value`` and the destination type, ``ty2``, must be
6576 identical.  If the source type is a pointer, the destination type must
6577 also be a pointer of the same size. This instruction supports bitwise
6578 conversion of vectors to integers and to vectors of other types (as
6579 long as they have the same size).
6580
6581 Semantics:
6582 """"""""""
6583
6584 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2``. It
6585 is always a *no-op cast* because no bits change with this
6586 conversion. The conversion is done as if the ``value`` had been stored
6587 to memory and read back as type ``ty2``. Pointer (or vector of
6588 pointers) types may only be converted to other pointer (or vector of
6589 pointers) types with the same address space through this instruction.
6590 To convert pointers to other types, use the :ref:`inttoptr <i_inttoptr>`
6591 or :ref:`ptrtoint <i_ptrtoint>` instructions first.
6592
6593 Example:
6594 """"""""
6595
6596 .. code-block:: llvm
6597
6598       %X = bitcast i8 255 to i8              ; yields i8 :-1
6599       %Y = bitcast i32* %x to sint*          ; yields sint*:%x
6600       %Z = bitcast <2 x int> %V to i64;        ; yields i64: %V
6601       %Z = bitcast <2 x i32*> %V to <2 x i64*> ; yields <2 x i64*>
6602
6603 .. _i_addrspacecast:
6604
6605 '``addrspacecast .. to``' Instruction
6606 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6607
6608 Syntax:
6609 """""""
6610
6611 ::
6612
6613       <result> = addrspacecast <pty> <ptrval> to <pty2>       ; yields pty2
6614
6615 Overview:
6616 """""""""
6617
6618 The '``addrspacecast``' instruction converts ``ptrval`` from ``pty`` in
6619 address space ``n`` to type ``pty2`` in address space ``m``.
6620
6621 Arguments:
6622 """"""""""
6623
6624 The '``addrspacecast``' instruction takes a pointer or vector of pointer value
6625 to cast and a pointer type to cast it to, which must have a different
6626 address space.
6627
6628 Semantics:
6629 """"""""""
6630
6631 The '``addrspacecast``' instruction converts the pointer value
6632 ``ptrval`` to type ``pty2``. It can be a *no-op cast* or a complex
6633 value modification, depending on the target and the address space
6634 pair. Pointer conversions within the same address space must be
6635 performed with the ``bitcast`` instruction. Note that if the address space
6636 conversion is legal then both result and operand refer to the same memory
6637 location.
6638
6639 Example:
6640 """"""""
6641
6642 .. code-block:: llvm
6643
6644       %X = addrspacecast i32* %x to i32 addrspace(1)*    ; yields i32 addrspace(1)*:%x
6645       %Y = addrspacecast i32 addrspace(1)* %y to i64 addrspace(2)*    ; yields i64 addrspace(2)*:%y
6646       %Z = addrspacecast <4 x i32*> %z to <4 x float addrspace(3)*>   ; yields <4 x float addrspace(3)*>:%z
6647
6648 .. _otherops:
6649
6650 Other Operations
6651 ----------------
6652
6653 The instructions in this category are the "miscellaneous" instructions,
6654 which defy better classification.
6655
6656 .. _i_icmp:
6657
6658 '``icmp``' Instruction
6659 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6660
6661 Syntax:
6662 """""""
6663
6664 ::
6665
6666       <result> = icmp <cond> <ty> <op1>, <op2>   ; yields i1 or <N x i1>:result
6667
6668 Overview:
6669 """""""""
6670
6671 The '``icmp``' instruction returns a boolean value or a vector of
6672 boolean values based on comparison of its two integer, integer vector,
6673 pointer, or pointer vector operands.
6674
6675 Arguments:
6676 """"""""""
6677
6678 The '``icmp``' instruction takes three operands. The first operand is
6679 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
6680 not a value, just a keyword. The possible condition code are:
6681
6682 #. ``eq``: equal
6683 #. ``ne``: not equal
6684 #. ``ugt``: unsigned greater than
6685 #. ``uge``: unsigned greater or equal
6686 #. ``ult``: unsigned less than
6687 #. ``ule``: unsigned less or equal
6688 #. ``sgt``: signed greater than
6689 #. ``sge``: signed greater or equal
6690 #. ``slt``: signed less than
6691 #. ``sle``: signed less or equal
6692
6693 The remaining two arguments must be :ref:`integer <t_integer>` or
6694 :ref:`pointer <t_pointer>` or integer :ref:`vector <t_vector>` typed. They
6695 must also be identical types.
6696
6697 Semantics:
6698 """"""""""
6699
6700 The '``icmp``' compares ``op1`` and ``op2`` according to the condition
6701 code given as ``cond``. The comparison performed always yields either an
6702 :ref:`i1 <t_integer>` or vector of ``i1`` result, as follows:
6703
6704 #. ``eq``: yields ``true`` if the operands are equal, ``false``
6705    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
6706 #. ``ne``: yields ``true`` if the operands are unequal, ``false``
6707    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
6708 #. ``ugt``: interprets the operands as unsigned values and yields
6709    ``true`` if ``op1`` is greater than ``op2``.
6710 #. ``uge``: interprets the operands as unsigned values and yields
6711    ``true`` if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
6712 #. ``ult``: interprets the operands as unsigned values and yields
6713    ``true`` if ``op1`` is less than ``op2``.
6714 #. ``ule``: interprets the operands as unsigned values and yields
6715    ``true`` if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
6716 #. ``sgt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
6717    if ``op1`` is greater than ``op2``.
6718 #. ``sge``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
6719    if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
6720 #. ``slt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
6721    if ``op1`` is less than ``op2``.
6722 #. ``sle``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
6723    if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
6724
6725 If the operands are :ref:`pointer <t_pointer>` typed, the pointer values
6726 are compared as if they were integers.
6727
6728 If the operands are integer vectors, then they are compared element by
6729 element. The result is an ``i1`` vector with the same number of elements
6730 as the values being compared. Otherwise, the result is an ``i1``.
6731
6732 Example:
6733 """"""""
6734
6735 .. code-block:: llvm
6736
6737       <result> = icmp eq i32 4, 5          ; yields: result=false
6738       <result> = icmp ne float* %X, %X     ; yields: result=false
6739       <result> = icmp ult i16  4, 5        ; yields: result=true
6740       <result> = icmp sgt i16  4, 5        ; yields: result=false
6741       <result> = icmp ule i16 -4, 5        ; yields: result=false
6742       <result> = icmp sge i16  4, 5        ; yields: result=false
6743
6744 Note that the code generator does not yet support vector types with the
6745 ``icmp`` instruction.
6746
6747 .. _i_fcmp:
6748
6749 '``fcmp``' Instruction
6750 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6751
6752 Syntax:
6753 """""""
6754
6755 ::
6756
6757       <result> = fcmp <cond> <ty> <op1>, <op2>     ; yields i1 or <N x i1>:result
6758
6759 Overview:
6760 """""""""
6761
6762 The '``fcmp``' instruction returns a boolean value or vector of boolean
6763 values based on comparison of its operands.
6764
6765 If the operands are floating point scalars, then the result type is a
6766 boolean (:ref:`i1 <t_integer>`).
6767
6768 If the operands are floating point vectors, then the result type is a
6769 vector of boolean with the same number of elements as the operands being
6770 compared.
6771
6772 Arguments:
6773 """"""""""
6774
6775 The '``fcmp``' instruction takes three operands. The first operand is
6776 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
6777 not a value, just a keyword. The possible condition code are:
6778
6779 #. ``false``: no comparison, always returns false
6780 #. ``oeq``: ordered and equal
6781 #. ``ogt``: ordered and greater than
6782 #. ``oge``: ordered and greater than or equal
6783 #. ``olt``: ordered and less than
6784 #. ``ole``: ordered and less than or equal
6785 #. ``one``: ordered and not equal
6786 #. ``ord``: ordered (no nans)
6787 #. ``ueq``: unordered or equal
6788 #. ``ugt``: unordered or greater than
6789 #. ``uge``: unordered or greater than or equal
6790 #. ``ult``: unordered or less than
6791 #. ``ule``: unordered or less than or equal
6792 #. ``une``: unordered or not equal
6793 #. ``uno``: unordered (either nans)
6794 #. ``true``: no comparison, always returns true
6795
6796 *Ordered* means that neither operand is a QNAN while *unordered* means
6797 that either operand may be a QNAN.
6798
6799 Each of ``val1`` and ``val2`` arguments must be either a :ref:`floating
6800 point <t_floating>` type or a :ref:`vector <t_vector>` of floating point
6801 type. They must have identical types.
6802
6803 Semantics:
6804 """"""""""
6805
6806 The '``fcmp``' instruction compares ``op1`` and ``op2`` according to the
6807 condition code given as ``cond``. If the operands are vectors, then the
6808 vectors are compared element by element. Each comparison performed
6809 always yields an :ref:`i1 <t_integer>` result, as follows:
6810
6811 #. ``false``: always yields ``false``, regardless of operands.
6812 #. ``oeq``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6813    is equal to ``op2``.
6814 #. ``ogt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6815    is greater than ``op2``.
6816 #. ``oge``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6817    is greater than or equal to ``op2``.
6818 #. ``olt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6819    is less than ``op2``.
6820 #. ``ole``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6821    is less than or equal to ``op2``.
6822 #. ``one``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6823    is not equal to ``op2``.
6824 #. ``ord``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN.
6825 #. ``ueq``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6826    equal to ``op2``.
6827 #. ``ugt``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6828    greater than ``op2``.
6829 #. ``uge``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6830    greater than or equal to ``op2``.
6831 #. ``ult``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6832    less than ``op2``.
6833 #. ``ule``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6834    less than or equal to ``op2``.
6835 #. ``une``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6836    not equal to ``op2``.
6837 #. ``uno``: yields ``true`` if either operand is a QNAN.
6838 #. ``true``: always yields ``true``, regardless of operands.
6839
6840 Example:
6841 """"""""
6842
6843 .. code-block:: llvm
6844
6845       <result> = fcmp oeq float 4.0, 5.0    ; yields: result=false
6846       <result> = fcmp one float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
6847       <result> = fcmp olt float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
6848       <result> = fcmp ueq double 1.0, 2.0   ; yields: result=false
6849
6850 Note that the code generator does not yet support vector types with the
6851 ``fcmp`` instruction.
6852
6853 .. _i_phi:
6854
6855 '``phi``' Instruction
6856 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6857
6858 Syntax:
6859 """""""
6860
6861 ::
6862
6863       <result> = phi <ty> [ <val0>, <label0>], ...
6864
6865 Overview:
6866 """""""""
6867
6868 The '``phi``' instruction is used to implement the Ï† node in the SSA
6869 graph representing the function.
6870
6871 Arguments:
6872 """"""""""
6873
6874 The type of the incoming values is specified with the first type field.
6875 After this, the '``phi``' instruction takes a list of pairs as
6876 arguments, with one pair for each predecessor basic block of the current
6877 block. Only values of :ref:`first class <t_firstclass>` type may be used as
6878 the value arguments to the PHI node. Only labels may be used as the
6879 label arguments.
6880
6881 There must be no non-phi instructions between the start of a basic block
6882 and the PHI instructions: i.e. PHI instructions must be first in a basic
6883 block.
6884
6885 For the purposes of the SSA form, the use of each incoming value is
6886 deemed to occur on the edge from the corresponding predecessor block to
6887 the current block (but after any definition of an '``invoke``'
6888 instruction's return value on the same edge).
6889
6890 Semantics:
6891 """"""""""
6892
6893 At runtime, the '``phi``' instruction logically takes on the value
6894 specified by the pair corresponding to the predecessor basic block that
6895 executed just prior to the current block.
6896
6897 Example:
6898 """"""""
6899
6900 .. code-block:: llvm
6901
6902     Loop:       ; Infinite loop that counts from 0 on up...
6903       %indvar = phi i32 [ 0, %LoopHeader ], [ %nextindvar, %Loop ]
6904       %nextindvar = add i32 %indvar, 1
6905       br label %Loop
6906
6907 .. _i_select:
6908
6909 '``select``' Instruction
6910 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6911
6912 Syntax:
6913 """""""
6914
6915 ::
6916
6917       <result> = select selty <cond>, <ty> <val1>, <ty> <val2>             ; yields ty
6918
6919       selty is either i1 or {<N x i1>}
6920
6921 Overview:
6922 """""""""
6923
6924 The '``select``' instruction is used to choose one value based on a
6925 condition, without IR-level branching.
6926
6927 Arguments:
6928 """"""""""
6929
6930 The '``select``' instruction requires an 'i1' value or a vector of 'i1'
6931 values indicating the condition, and two values of the same :ref:`first
6932 class <t_firstclass>` type.
6933
6934 Semantics:
6935 """"""""""
6936
6937 If the condition is an i1 and it evaluates to 1, the instruction returns
6938 the first value argument; otherwise, it returns the second value
6939 argument.
6940
6941 If the condition is a vector of i1, then the value arguments must be
6942 vectors of the same size, and the selection is done element by element.
6943
6944 If the condition is an i1 and the value arguments are vectors of the
6945 same size, then an entire vector is selected.
6946
6947 Example:
6948 """"""""
6949
6950 .. code-block:: llvm
6951
6952       %X = select i1 true, i8 17, i8 42          ; yields i8:17
6953
6954 .. _i_call:
6955
6956 '``call``' Instruction
6957 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6958
6959 Syntax:
6960 """""""
6961
6962 ::
6963
6964       <result> = [tail | musttail] call [cconv] [ret attrs] <ty> [<fnty>*] <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
6965
6966 Overview:
6967 """""""""
6968
6969 The '``call``' instruction represents a simple function call.
6970
6971 Arguments:
6972 """"""""""
6973
6974 This instruction requires several arguments:
6975
6976 #. The optional ``tail`` and ``musttail`` markers indicate that the optimizers
6977    should perform tail call optimization.  The ``tail`` marker is a hint that
6978    `can be ignored <CodeGenerator.html#sibcallopt>`_.  The ``musttail`` marker
6979    means that the call must be tail call optimized in order for the program to
6980    be correct.  The ``musttail`` marker provides these guarantees:
6981
6982    #. The call will not cause unbounded stack growth if it is part of a
6983       recursive cycle in the call graph.
6984    #. Arguments with the :ref:`inalloca <attr_inalloca>` attribute are
6985       forwarded in place.
6986
6987    Both markers imply that the callee does not access allocas or varargs from
6988    the caller.  Calls marked ``musttail`` must obey the following additional
6989    rules:
6990
6991    - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction,
6992      or a pointer bitcast followed by a ret instruction.
6993    - The ret instruction must return the (possibly bitcasted) value
6994      produced by the call or void.
6995    - The caller and callee prototypes must match.  Pointer types of
6996      parameters or return types may differ in pointee type, but not
6997      in address space.
6998    - The calling conventions of the caller and callee must match.
6999    - All ABI-impacting function attributes, such as sret, byval, inreg,
7000      returned, and inalloca, must match.
7001    - The callee must be varargs iff the caller is varargs. Bitcasting a
7002      non-varargs function to the appropriate varargs type is legal so
7003      long as the non-varargs prefixes obey the other rules.
7004
7005    Tail call optimization for calls marked ``tail`` is guaranteed to occur if
7006    the following conditions are met:
7007
7008    -  Caller and callee both have the calling convention ``fastcc``.
7009    -  The call is in tail position (ret immediately follows call and ret
7010       uses value of call or is void).
7011    -  Option ``-tailcallopt`` is enabled, or
7012       ``llvm::GuaranteedTailCallOpt`` is ``true``.
7013    -  `Platform-specific constraints are
7014       met. <CodeGenerator.html#tailcallopt>`_
7015
7016 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
7017    convention <callingconv>` the call should use. If none is
7018    specified, the call defaults to using C calling conventions. The
7019    calling convention of the call must match the calling convention of
7020    the target function, or else the behavior is undefined.
7021 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
7022    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
7023    are valid here.
7024 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
7025    type of the return value. Functions that return no value are marked
7026    ``void``.
7027 #. '``fnty``': shall be the signature of the pointer to function value
7028    being invoked. The argument types must match the types implied by
7029    this signature. This type can be omitted if the function is not
7030    varargs and if the function type does not return a pointer to a
7031    function.
7032 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
7033    be invoked. In most cases, this is a direct function invocation, but
7034    indirect ``call``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
7035    to function value.
7036 #. '``function args``': argument list whose types match the function
7037    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
7038    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
7039    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
7040    extra arguments can be specified.
7041 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list. Only
7042    '``noreturn``', '``nounwind``', '``readonly``' and '``readnone``'
7043    attributes are valid here.
7044
7045 Semantics:
7046 """"""""""
7047
7048 The '``call``' instruction is used to cause control flow to transfer to
7049 a specified function, with its incoming arguments bound to the specified
7050 values. Upon a '``ret``' instruction in the called function, control
7051 flow continues with the instruction after the function call, and the
7052 return value of the function is bound to the result argument.
7053
7054 Example:
7055 """"""""
7056
7057 .. code-block:: llvm
7058
7059       %retval = call i32 @test(i32 %argc)
7060       call i32 (i8*, ...)* @printf(i8* %msg, i32 12, i8 42)        ; yields i32
7061       %X = tail call i32 @foo()                                    ; yields i32
7062       %Y = tail call fastcc i32 @foo()  ; yields i32
7063       call void %foo(i8 97 signext)
7064
7065       %struct.A = type { i32, i8 }
7066       %r = call %struct.A @foo()                        ; yields { i32, i8 }
7067       %gr = extractvalue %struct.A %r, 0                ; yields i32
7068       %gr1 = extractvalue %struct.A %r, 1               ; yields i8
7069       %Z = call void @foo() noreturn                    ; indicates that %foo never returns normally
7070       %ZZ = call zeroext i32 @bar()                     ; Return value is %zero extended
7071
7072 llvm treats calls to some functions with names and arguments that match
7073 the standard C99 library as being the C99 library functions, and may
7074 perform optimizations or generate code for them under that assumption.
7075 This is something we'd like to change in the future to provide better
7076 support for freestanding environments and non-C-based languages.
7077
7078 .. _i_va_arg:
7079
7080 '``va_arg``' Instruction
7081 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7082
7083 Syntax:
7084 """""""
7085
7086 ::
7087
7088       <resultval> = va_arg <va_list*> <arglist>, <argty>
7089
7090 Overview:
7091 """""""""
7092
7093 The '``va_arg``' instruction is used to access arguments passed through
7094 the "variable argument" area of a function call. It is used to implement
7095 the ``va_arg`` macro in C.
7096
7097 Arguments:
7098 """"""""""
7099
7100 This instruction takes a ``va_list*`` value and the type of the
7101 argument. It returns a value of the specified argument type and
7102 increments the ``va_list`` to point to the next argument. The actual
7103 type of ``va_list`` is target specific.
7104
7105 Semantics:
7106 """"""""""
7107
7108 The '``va_arg``' instruction loads an argument of the specified type
7109 from the specified ``va_list`` and causes the ``va_list`` to point to
7110 the next argument. For more information, see the variable argument
7111 handling :ref:`Intrinsic Functions <int_varargs>`.
7112
7113 It is legal for this instruction to be called in a function which does
7114 not take a variable number of arguments, for example, the ``vfprintf``
7115 function.
7116
7117 ``va_arg`` is an LLVM instruction instead of an :ref:`intrinsic
7118 function <intrinsics>` because it takes a type as an argument.
7119
7120 Example:
7121 """"""""
7122
7123 See the :ref:`variable argument processing <int_varargs>` section.
7124
7125 Note that the code generator does not yet fully support va\_arg on many
7126 targets. Also, it does not currently support va\_arg with aggregate
7127 types on any target.
7128
7129 .. _i_landingpad:
7130
7131 '``landingpad``' Instruction
7132 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7133
7134 Syntax:
7135 """""""
7136
7137 ::
7138
7139       <resultval> = landingpad <resultty> personality <type> <pers_fn> <clause>+
7140       <resultval> = landingpad <resultty> personality <type> <pers_fn> cleanup <clause>*
7141
7142       <clause> := catch <type> <value>
7143       <clause> := filter <array constant type> <array constant>
7144
7145 Overview:
7146 """""""""
7147
7148 The '``landingpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
7149 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
7150 is a landing pad --- one where the exception lands, and corresponds to the
7151 code found in the ``catch`` portion of a ``try``/``catch`` sequence. It
7152 defines values supplied by the personality function (``pers_fn``) upon
7153 re-entry to the function. The ``resultval`` has the type ``resultty``.
7154
7155 Arguments:
7156 """"""""""
7157
7158 This instruction takes a ``pers_fn`` value. This is the personality
7159 function associated with the unwinding mechanism. The optional
7160 ``cleanup`` flag indicates that the landing pad block is a cleanup.
7161
7162 A ``clause`` begins with the clause type --- ``catch`` or ``filter`` --- and
7163 contains the global variable representing the "type" that may be caught
7164 or filtered respectively. Unlike the ``catch`` clause, the ``filter``
7165 clause takes an array constant as its argument. Use
7166 "``[0 x i8**] undef``" for a filter which cannot throw. The
7167 '``landingpad``' instruction must contain *at least* one ``clause`` or
7168 the ``cleanup`` flag.
7169
7170 Semantics:
7171 """"""""""
7172
7173 The '``landingpad``' instruction defines the values which are set by the
7174 personality function (``pers_fn``) upon re-entry to the function, and
7175 therefore the "result type" of the ``landingpad`` instruction. As with
7176 calling conventions, how the personality function results are
7177 represented in LLVM IR is target specific.
7178
7179 The clauses are applied in order from top to bottom. If two
7180 ``landingpad`` instructions are merged together through inlining, the
7181 clauses from the calling function are appended to the list of clauses.
7182 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
7183 the exception is compared against each ``clause`` in turn. If it doesn't
7184 match any of the clauses, and the ``cleanup`` flag is not set, then
7185 unwinding continues further up the call stack.
7186
7187 The ``landingpad`` instruction has several restrictions:
7188
7189 -  A landing pad block is a basic block which is the unwind destination
7190    of an '``invoke``' instruction.
7191 -  A landing pad block must have a '``landingpad``' instruction as its
7192    first non-PHI instruction.
7193 -  There can be only one '``landingpad``' instruction within the landing
7194    pad block.
7195 -  A basic block that is not a landing pad block may not include a
7196    '``landingpad``' instruction.
7197 -  All '``landingpad``' instructions in a function must have the same
7198    personality function.
7199
7200 Example:
7201 """"""""
7202
7203 .. code-block:: llvm
7204
7205       ;; A landing pad which can catch an integer.
7206       %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
7207                catch i8** @_ZTIi
7208       ;; A landing pad that is a cleanup.
7209       %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
7210                cleanup
7211       ;; A landing pad which can catch an integer and can only throw a double.
7212       %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
7213                catch i8** @_ZTIi
7214                filter [1 x i8**] [@_ZTId]
7215
7216 .. _intrinsics:
7217
7218 Intrinsic Functions
7219 ===================
7220
7221 LLVM supports the notion of an "intrinsic function". These functions
7222 have well known names and semantics and are required to follow certain
7223 restrictions. Overall, these intrinsics represent an extension mechanism
7224 for the LLVM language that does not require changing all of the
7225 transformations in LLVM when adding to the language (or the bitcode
7226 reader/writer, the parser, etc...).
7227
7228 Intrinsic function names must all start with an "``llvm.``" prefix. This
7229 prefix is reserved in LLVM for intrinsic names; thus, function names may
7230 not begin with this prefix. Intrinsic functions must always be external
7231 functions: you cannot define the body of intrinsic functions. Intrinsic
7232 functions may only be used in call or invoke instructions: it is illegal
7233 to take the address of an intrinsic function. Additionally, because
7234 intrinsic functions are part of the LLVM language, it is required if any
7235 are added that they be documented here.
7236
7237 Some intrinsic functions can be overloaded, i.e., the intrinsic
7238 represents a family of functions that perform the same operation but on
7239 different data types. Because LLVM can represent over 8 million
7240 different integer types, overloading is used commonly to allow an
7241 intrinsic function to operate on any integer type. One or more of the
7242 argument types or the result type can be overloaded to accept any
7243 integer type. Argument types may also be defined as exactly matching a
7244 previous argument's type or the result type. This allows an intrinsic
7245 function which accepts multiple arguments, but needs all of them to be
7246 of the same type, to only be overloaded with respect to a single
7247 argument or the result.
7248
7249 Overloaded intrinsics will have the names of its overloaded argument
7250 types encoded into its function name, each preceded by a period. Only
7251 those types which are overloaded result in a name suffix. Arguments
7252 whose type is matched against another type do not. For example, the
7253 ``llvm.ctpop`` function can take an integer of any width and returns an
7254 integer of exactly the same integer width. This leads to a family of
7255 functions such as ``i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %val)`` and
7256 ``i29 @llvm.ctpop.i29(i29 %val)``. Only one type, the return type, is
7257 overloaded, and only one type suffix is required. Because the argument's
7258 type is matched against the return type, it does not require its own
7259 name suffix.
7260
7261 To learn how to add an intrinsic function, please see the `Extending
7262 LLVM Guide <ExtendingLLVM.html>`_.
7263
7264 .. _int_varargs:
7265
7266 Variable Argument Handling Intrinsics
7267 -------------------------------------
7268
7269 Variable argument support is defined in LLVM with the
7270 :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and these three intrinsic
7271 functions. These functions are related to the similarly named macros
7272 defined in the ``<stdarg.h>`` header file.
7273
7274 All of these functions operate on arguments that use a target-specific
7275 value type "``va_list``". The LLVM assembly language reference manual
7276 does not define what this type is, so all transformations should be
7277 prepared to handle these functions regardless of the type used.
7278
7279 This example shows how the :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and the
7280 variable argument handling intrinsic functions are used.
7281
7282 .. code-block:: llvm
7283
7284     ; This struct is different for every platform. For most platforms,
7285     ; it is merely an i8*.
7286     %struct.va_list = type { i8* }
7287
7288     ; For Unix x86_64 platforms, va_list is the following struct:
7289     ; %struct.va_list = type { i32, i32, i8*, i8* }
7290
7291     define i32 @test(i32 %X, ...) {
7292       ; Initialize variable argument processing
7293       %ap = alloca %struct.va_list
7294       %ap2 = bitcast %struct.va_list* %ap to i8*
7295       call void @llvm.va_start(i8* %ap2)
7296
7297       ; Read a single integer argument
7298       %tmp = va_arg i8* %ap2, i32
7299
7300       ; Demonstrate usage of llvm.va_copy and llvm.va_end
7301       %aq = alloca i8*
7302       %aq2 = bitcast i8** %aq to i8*
7303       call void @llvm.va_copy(i8* %aq2, i8* %ap2)
7304       call void @llvm.va_end(i8* %aq2)
7305
7306       ; Stop processing of arguments.
7307       call void @llvm.va_end(i8* %ap2)
7308       ret i32 %tmp
7309     }
7310
7311     declare void @llvm.va_start(i8*)
7312     declare void @llvm.va_copy(i8*, i8*)
7313     declare void @llvm.va_end(i8*)
7314
7315 .. _int_va_start:
7316
7317 '``llvm.va_start``' Intrinsic
7318 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7319
7320 Syntax:
7321 """""""
7322
7323 ::
7324
7325       declare void @llvm.va_start(i8* <arglist>)
7326
7327 Overview:
7328 """""""""
7329
7330 The '``llvm.va_start``' intrinsic initializes ``*<arglist>`` for
7331 subsequent use by ``va_arg``.
7332
7333 Arguments:
7334 """"""""""
7335
7336 The argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
7337
7338 Semantics:
7339 """"""""""
7340
7341 The '``llvm.va_start``' intrinsic works just like the ``va_start`` macro
7342 available in C. In a target-dependent way, it initializes the
7343 ``va_list`` element to which the argument points, so that the next call
7344 to ``va_arg`` will produce the first variable argument passed to the
7345 function. Unlike the C ``va_start`` macro, this intrinsic does not need
7346 to know the last argument of the function as the compiler can figure
7347 that out.
7348
7349 '``llvm.va_end``' Intrinsic
7350 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7351
7352 Syntax:
7353 """""""
7354
7355 ::
7356
7357       declare void @llvm.va_end(i8* <arglist>)
7358
7359 Overview:
7360 """""""""
7361
7362 The '``llvm.va_end``' intrinsic destroys ``*<arglist>``, which has been
7363 initialized previously with ``llvm.va_start`` or ``llvm.va_copy``.
7364
7365 Arguments:
7366 """"""""""
7367
7368 The argument is a pointer to a ``va_list`` to destroy.
7369
7370 Semantics:
7371 """"""""""
7372
7373 The '``llvm.va_end``' intrinsic works just like the ``va_end`` macro
7374 available in C. In a target-dependent way, it destroys the ``va_list``
7375 element to which the argument points. Calls to
7376 :ref:`llvm.va_start <int_va_start>` and
7377 :ref:`llvm.va_copy <int_va_copy>` must be matched exactly with calls to
7378 ``llvm.va_end``.
7379
7380 .. _int_va_copy:
7381
7382 '``llvm.va_copy``' Intrinsic
7383 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7384
7385 Syntax:
7386 """""""
7387
7388 ::
7389
7390       declare void @llvm.va_copy(i8* <destarglist>, i8* <srcarglist>)
7391
7392 Overview:
7393 """""""""
7394
7395 The '``llvm.va_copy``' intrinsic copies the current argument position
7396 from the source argument list to the destination argument list.
7397
7398 Arguments:
7399 """"""""""
7400
7401 The first argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
7402 The second argument is a pointer to a ``va_list`` element to copy from.
7403
7404 Semantics:
7405 """"""""""
7406
7407 The '``llvm.va_copy``' intrinsic works just like the ``va_copy`` macro
7408 available in C. In a target-dependent way, it copies the source
7409 ``va_list`` element into the destination ``va_list`` element. This
7410 intrinsic is necessary because the `` llvm.va_start`` intrinsic may be
7411 arbitrarily complex and require, for example, memory allocation.
7412
7413 Accurate Garbage Collection Intrinsics
7414 --------------------------------------
7415
7416 LLVM's support for `Accurate Garbage Collection <GarbageCollection.html>`_
7417 (GC) requires the frontend to generate code containing appropriate intrinsic 
7418 calls and select an appropriate GC strategy which knows how to lower these 
7419 intrinsics in a manner which is appropriate for the target collector.
7420
7421 These intrinsics allow identification of :ref:`GC roots on the
7422 stack <int_gcroot>`, as well as garbage collector implementations that
7423 require :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers.
7424 Frontends for type-safe garbage collected languages should generate
7425 these intrinsics to make use of the LLVM garbage collectors. For more
7426 details, see `Garbage Collection with LLVM <GarbageCollection.html>`_.
7427
7428 Experimental Statepoint Intrinsics
7429 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7430
7431 LLVM provides an second experimental set of intrinsics for describing garbage
7432 collection safepoints in compiled code.  These intrinsics are an alternative 
7433 to the ``llvm.gcroot`` intrinsics, but are compatible with the ones for 
7434 :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers.  The 
7435 differences in approach are covered in the `Garbage Collection with LLVM 
7436 <GarbageCollection.html>`_ documentation.  The intrinsics themselves are 
7437 described in :doc:`Statepoints`.
7438
7439 .. _int_gcroot:
7440
7441 '``llvm.gcroot``' Intrinsic
7442 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7443
7444 Syntax:
7445 """""""
7446
7447 ::
7448
7449       declare void @llvm.gcroot(i8** %ptrloc, i8* %metadata)
7450
7451 Overview:
7452 """""""""
7453
7454 The '``llvm.gcroot``' intrinsic declares the existence of a GC root to
7455 the code generator, and allows some metadata to be associated with it.
7456
7457 Arguments:
7458 """"""""""
7459
7460 The first argument specifies the address of a stack object that contains
7461 the root pointer. The second pointer (which must be either a constant or
7462 a global value address) contains the meta-data to be associated with the
7463 root.
7464
7465 Semantics:
7466 """"""""""
7467
7468 At runtime, a call to this intrinsic stores a null pointer into the
7469 "ptrloc" location. At compile-time, the code generator generates
7470 information to allow the runtime to find the pointer at GC safe points.
7471 The '``llvm.gcroot``' intrinsic may only be used in a function which
7472 :ref:`specifies a GC algorithm <gc>`.
7473
7474 .. _int_gcread:
7475
7476 '``llvm.gcread``' Intrinsic
7477 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7478
7479 Syntax:
7480 """""""
7481
7482 ::
7483
7484       declare i8* @llvm.gcread(i8* %ObjPtr, i8** %Ptr)
7485
7486 Overview:
7487 """""""""
7488
7489 The '``llvm.gcread``' intrinsic identifies reads of references from heap
7490 locations, allowing garbage collector implementations that require read
7491 barriers.
7492
7493 Arguments:
7494 """"""""""
7495
7496 The second argument is the address to read from, which should be an
7497 address allocated from the garbage collector. The first object is a
7498 pointer to the start of the referenced object, if needed by the language
7499 runtime (otherwise null).
7500
7501 Semantics:
7502 """"""""""
7503
7504 The '``llvm.gcread``' intrinsic has the same semantics as a load
7505 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
7506 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcread``'
7507 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
7508 algorithm <gc>`.
7509
7510 .. _int_gcwrite:
7511
7512 '``llvm.gcwrite``' Intrinsic
7513 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7514
7515 Syntax:
7516 """""""
7517
7518 ::
7519
7520       declare void @llvm.gcwrite(i8* %P1, i8* %Obj, i8** %P2)
7521
7522 Overview:
7523 """""""""
7524
7525 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic identifies writes of references to heap
7526 locations, allowing garbage collector implementations that require write
7527 barriers (such as generational or reference counting collectors).
7528
7529 Arguments:
7530 """"""""""
7531
7532 The first argument is the reference to store, the second is the start of
7533 the object to store it to, and the third is the address of the field of
7534 Obj to store to. If the runtime does not require a pointer to the
7535 object, Obj may be null.
7536
7537 Semantics:
7538 """"""""""
7539
7540 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic has the same semantics as a store
7541 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
7542 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcwrite``'
7543 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
7544 algorithm <gc>`.
7545
7546 Code Generator Intrinsics
7547 -------------------------
7548
7549 These intrinsics are provided by LLVM to expose special features that
7550 may only be implemented with code generator support.
7551
7552 '``llvm.returnaddress``' Intrinsic
7553 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7554
7555 Syntax:
7556 """""""
7557
7558 ::
7559
7560       declare i8  *@llvm.returnaddress(i32 <level>)
7561
7562 Overview:
7563 """""""""
7564
7565 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic attempts to compute a
7566 target-specific value indicating the return address of the current
7567 function or one of its callers.
7568
7569 Arguments:
7570 """"""""""
7571
7572 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
7573 address for. Zero indicates the calling function, one indicates its
7574 caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
7575 value.
7576
7577 Semantics:
7578 """"""""""
7579
7580 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic either returns a pointer
7581 indicating the return address of the specified call frame, or zero if it
7582 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
7583 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
7584 used for debugging purposes.
7585
7586 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
7587 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
7588 of the obvious source-language caller.
7589
7590 '``llvm.frameaddress``' Intrinsic
7591 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7592
7593 Syntax:
7594 """""""
7595
7596 ::
7597
7598       declare i8* @llvm.frameaddress(i32 <level>)
7599
7600 Overview:
7601 """""""""
7602
7603 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic attempts to return the
7604 target-specific frame pointer value for the specified stack frame.
7605
7606 Arguments:
7607 """"""""""
7608
7609 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
7610 frame pointer for. Zero indicates the calling function, one indicates
7611 its caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
7612 value.
7613
7614 Semantics:
7615 """"""""""
7616
7617 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic either returns a pointer
7618 indicating the frame address of the specified call frame, or zero if it
7619 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
7620 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
7621 used for debugging purposes.
7622
7623 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
7624 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
7625 of the obvious source-language caller.
7626
7627 '``llvm.frameescape``' and '``llvm.framerecover``' Intrinsics
7628 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7629
7630 Syntax:
7631 """""""
7632
7633 ::
7634
7635       declare void @llvm.frameescape(...)
7636       declare i8* @llvm.framerecover(i8* %func, i8* %fp, i32 %idx)
7637
7638 Overview:
7639 """""""""
7640
7641 The '``llvm.frameescape``' intrinsic escapes offsets of a collection of static
7642 allocas, and the '``llvm.framerecover``' intrinsic applies those offsets to a
7643 live frame pointer to recover the address of the allocation. The offset is
7644 computed during frame layout of the caller of ``llvm.frameescape``.
7645
7646 Arguments:
7647 """"""""""
7648
7649 All arguments to '``llvm.frameescape``' must be pointers to static allocas or
7650 casts of static allocas. Each function can only call '``llvm.frameescape``'
7651 once, and it can only do so from the entry block.
7652
7653 The ``func`` argument to '``llvm.framerecover``' must be a constant
7654 bitcasted pointer to a function defined in the current module. The code
7655 generator cannot determine the frame allocation offset of functions defined in
7656 other modules.
7657
7658 The ``fp`` argument to '``llvm.framerecover``' must be a frame
7659 pointer of a call frame that is currently live. The return value of
7660 '``llvm.frameaddress``' is one way to produce such a value, but most platforms
7661 also expose the frame pointer through stack unwinding mechanisms.
7662
7663 The ``idx`` argument to '``llvm.framerecover``' indicates which alloca passed to
7664 '``llvm.frameescape``' to recover. It is zero-indexed.
7665
7666 Semantics:
7667 """"""""""
7668
7669 These intrinsics allow a group of functions to access one stack memory
7670 allocation in an ancestor stack frame. The memory returned from
7671 '``llvm.frameallocate``' may be allocated prior to stack realignment, so the
7672 memory is only aligned to the ABI-required stack alignment.  Each function may
7673 only call '``llvm.frameallocate``' one or zero times from the function entry
7674 block.  The frame allocation intrinsic inhibits inlining, as any frame
7675 allocations in the inlined function frame are likely to be at a different
7676 offset from the one used by '``llvm.framerecover``' called with the
7677 uninlined function.
7678
7679 .. _int_read_register:
7680 .. _int_write_register:
7681
7682 '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' Intrinsics
7683 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7684
7685 Syntax:
7686 """""""
7687
7688 ::
7689
7690       declare i32 @llvm.read_register.i32(metadata)
7691       declare i64 @llvm.read_register.i64(metadata)
7692       declare void @llvm.write_register.i32(metadata, i32 @value)
7693       declare void @llvm.write_register.i64(metadata, i64 @value)
7694       !0 = !{!"sp\00"}
7695
7696 Overview:
7697 """""""""
7698
7699 The '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' intrinsics
7700 provides access to the named register. The register must be valid on
7701 the architecture being compiled to. The type needs to be compatible
7702 with the register being read.
7703
7704 Semantics:
7705 """"""""""
7706
7707 The '``llvm.read_register``' intrinsic returns the current value of the
7708 register, where possible. The '``llvm.write_register``' intrinsic sets
7709 the current value of the register, where possible.
7710
7711 This is useful to implement named register global variables that need
7712 to always be mapped to a specific register, as is common practice on
7713 bare-metal programs including OS kernels.
7714
7715 The compiler doesn't check for register availability or use of the used
7716 register in surrounding code, including inline assembly. Because of that,
7717 allocatable registers are not supported.
7718
7719 Warning: So far it only works with the stack pointer on selected
7720 architectures (ARM, AArch64, PowerPC and x86_64). Significant amount of
7721 work is needed to support other registers and even more so, allocatable
7722 registers.
7723
7724 .. _int_stacksave:
7725
7726 '``llvm.stacksave``' Intrinsic
7727 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7728
7729 Syntax:
7730 """""""
7731
7732 ::
7733
7734       declare i8* @llvm.stacksave()
7735
7736 Overview:
7737 """""""""
7738
7739 The '``llvm.stacksave``' intrinsic is used to remember the current state
7740 of the function stack, for use with
7741 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. This is useful for
7742 implementing language features like scoped automatic variable sized
7743 arrays in C99.
7744
7745 Semantics:
7746 """"""""""
7747
7748 This intrinsic returns a opaque pointer value that can be passed to
7749 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. When an
7750 ``llvm.stackrestore`` intrinsic is executed with a value saved from
7751 ``llvm.stacksave``, it effectively restores the state of the stack to
7752 the state it was in when the ``llvm.stacksave`` intrinsic executed. In
7753 practice, this pops any :ref:`alloca <i_alloca>` blocks from the stack that
7754 were allocated after the ``llvm.stacksave`` was executed.
7755
7756 .. _int_stackrestore:
7757
7758 '``llvm.stackrestore``' Intrinsic
7759 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7760
7761 Syntax:
7762 """""""
7763
7764 ::
7765
7766       declare void @llvm.stackrestore(i8* %ptr)
7767
7768 Overview:
7769 """""""""
7770
7771 The '``llvm.stackrestore``' intrinsic is used to restore the state of
7772 the function stack to the state it was in when the corresponding
7773 :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` intrinsic executed. This is
7774 useful for implementing language features like scoped automatic variable
7775 sized arrays in C99.
7776
7777 Semantics:
7778 """"""""""
7779
7780 See the description for :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>`.
7781
7782 '``llvm.prefetch``' Intrinsic
7783 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7784
7785 Syntax:
7786 """""""
7787
7788 ::
7789
7790       declare void @llvm.prefetch(i8* <address>, i32 <rw>, i32 <locality>, i32 <cache type>)
7791
7792 Overview:
7793 """""""""
7794
7795 The '``llvm.prefetch``' intrinsic is a hint to the code generator to
7796 insert a prefetch instruction if supported; otherwise, it is a noop.
7797 Prefetches have no effect on the behavior of the program but can change
7798 its performance characteristics.
7799
7800 Arguments:
7801 """"""""""
7802
7803 ``address`` is the address to be prefetched, ``rw`` is the specifier
7804 determining if the fetch should be for a read (0) or write (1), and
7805 ``locality`` is a temporal locality specifier ranging from (0) - no
7806 locality, to (3) - extremely local keep in cache. The ``cache type``
7807 specifies whether the prefetch is performed on the data (1) or
7808 instruction (0) cache. The ``rw``, ``locality`` and ``cache type``
7809 arguments must be constant integers.
7810
7811 Semantics:
7812 """"""""""
7813
7814 This intrinsic does not modify the behavior of the program. In
7815 particular, prefetches cannot trap and do not produce a value. On
7816 targets that support this intrinsic, the prefetch can provide hints to
7817 the processor cache for better performance.
7818
7819 '``llvm.pcmarker``' Intrinsic
7820 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7821
7822 Syntax:
7823 """""""
7824
7825 ::
7826
7827       declare void @llvm.pcmarker(i32 <id>)
7828
7829 Overview:
7830 """""""""
7831
7832 The '``llvm.pcmarker``' intrinsic is a method to export a Program
7833 Counter (PC) in a region of code to simulators and other tools. The
7834 method is target specific, but it is expected that the marker will use
7835 exported symbols to transmit the PC of the marker. The marker makes no
7836 guarantees that it will remain with any specific instruction after
7837 optimizations. It is possible that the presence of a marker will inhibit
7838 optimizations. The intended use is to be inserted after optimizations to
7839 allow correlations of simulation runs.
7840
7841 Arguments:
7842 """"""""""
7843
7844 ``id`` is a numerical id identifying the marker.
7845
7846 Semantics:
7847 """"""""""
7848
7849 This intrinsic does not modify the behavior of the program. Backends
7850 that do not support this intrinsic may ignore it.
7851
7852 '``llvm.readcyclecounter``' Intrinsic
7853 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7854
7855 Syntax:
7856 """""""
7857
7858 ::
7859
7860       declare i64 @llvm.readcyclecounter()
7861
7862 Overview:
7863 """""""""
7864
7865 The '``llvm.readcyclecounter``' intrinsic provides access to the cycle
7866 counter register (or similar low latency, high accuracy clocks) on those
7867 targets that support it. On X86, it should map to RDTSC. On Alpha, it
7868 should map to RPCC. As the backing counters overflow quickly (on the
7869 order of 9 seconds on alpha), this should only be used for small
7870 timings.
7871
7872 Semantics:
7873 """"""""""
7874
7875 When directly supported, reading the cycle counter should not modify any
7876 memory. Implementations are allowed to either return a application
7877 specific value or a system wide value. On backends without support, this
7878 is lowered to a constant 0.
7879
7880 Note that runtime support may be conditional on the privilege-level code is
7881 running at and the host platform.
7882
7883 '``llvm.clear_cache``' Intrinsic
7884 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7885
7886 Syntax:
7887 """""""
7888
7889 ::
7890
7891       declare void @llvm.clear_cache(i8*, i8*)
7892
7893 Overview:
7894 """""""""
7895
7896 The '``llvm.clear_cache``' intrinsic ensures visibility of modifications
7897 in the specified range to the execution unit of the processor. On
7898 targets with non-unified instruction and data cache, the implementation
7899 flushes the instruction cache.
7900
7901 Semantics:
7902 """"""""""
7903
7904 On platforms with coherent instruction and data caches (e.g. x86), this
7905 intrinsic is a nop. On platforms with non-coherent instruction and data
7906 cache (e.g. ARM, MIPS), the intrinsic is lowered either to appropriate
7907 instructions or a system call, if cache flushing requires special
7908 privileges.
7909
7910 The default behavior is to emit a call to ``__clear_cache`` from the run
7911 time library.
7912
7913 This instrinsic does *not* empty the instruction pipeline. Modifications
7914 of the current function are outside the scope of the intrinsic.
7915
7916 '``llvm.instrprof_increment``' Intrinsic
7917 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7918
7919 Syntax:
7920 """""""
7921
7922 ::
7923
7924       declare void @llvm.instrprof_increment(i8* <name>, i64 <hash>,
7925                                              i32 <num-counters>, i32 <index>)
7926
7927 Overview:
7928 """""""""
7929
7930 The '``llvm.instrprof_increment``' intrinsic can be emitted by a
7931 frontend for use with instrumentation based profiling. These will be
7932 lowered by the ``-instrprof`` pass to generate execution counts of a
7933 program at runtime.
7934
7935 Arguments:
7936 """"""""""
7937
7938 The first argument is a pointer to a global variable containing the
7939 name of the entity being instrumented. This should generally be the
7940 (mangled) function name for a set of counters.
7941
7942 The second argument is a hash value that can be used by the consumer
7943 of the profile data to detect changes to the instrumented source, and
7944 the third is the number of counters associated with ``name``. It is an
7945 error if ``hash`` or ``num-counters`` differ between two instances of
7946 ``instrprof_increment`` that refer to the same name.
7947
7948 The last argument refers to which of the counters for ``name`` should
7949 be incremented. It should be a value between 0 and ``num-counters``.
7950
7951 Semantics:
7952 """"""""""
7953
7954 This intrinsic represents an increment of a profiling counter. It will
7955 cause the ``-instrprof`` pass to generate the appropriate data
7956 structures and the code to increment the appropriate value, in a
7957 format that can be written out by a compiler runtime and consumed via
7958 the ``llvm-profdata`` tool.
7959
7960 Standard C Library Intrinsics
7961 -----------------------------
7962
7963 LLVM provides intrinsics for a few important standard C library
7964 functions. These intrinsics allow source-language front-ends to pass
7965 information about the alignment of the pointer arguments to the code
7966 generator, providing opportunity for more efficient code generation.
7967
7968 .. _int_memcpy:
7969
7970 '``llvm.memcpy``' Intrinsic
7971 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7972
7973 Syntax:
7974 """""""
7975
7976 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy`` on any
7977 integer bit width and for different address spaces. Not all targets
7978 support all bit widths however.
7979
7980 ::
7981
7982       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
7983                                               i32 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
7984       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
7985                                               i64 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
7986
7987 Overview:
7988 """""""""
7989
7990 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
7991 source location to the destination location.
7992
7993 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memcpy.*``
7994 intrinsics do not return a value, takes extra alignment/isvolatile
7995 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
7996
7997 Arguments:
7998 """"""""""
7999
8000 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
8001 pointer to the source. The third argument is an integer argument
8002 specifying the number of bytes to copy, the fourth argument is the
8003 alignment of the source and destination locations, and the fifth is a
8004 boolean indicating a volatile access.
8005
8006 If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
8007 then the caller guarantees that both the source and destination pointers
8008 are aligned to that boundary.
8009
8010 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memcpy`` call is
8011 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
8012 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
8013
8014 Semantics:
8015 """"""""""
8016
8017 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
8018 source location to the destination location, which are not allowed to
8019 overlap. It copies "len" bytes of memory over. If the argument is known
8020 to be aligned to some boundary, this can be specified as the fourth
8021 argument, otherwise it should be set to 0 or 1 (both meaning no alignment).
8022
8023 '``llvm.memmove``' Intrinsic
8024 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8025
8026 Syntax:
8027 """""""
8028
8029 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memmove on any integer
8030 bit width and for different address space. Not all targets support all
8031 bit widths however.
8032
8033 ::
8034
8035       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
8036                                                i32 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
8037       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
8038                                                i64 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
8039
8040 Overview:
8041 """""""""
8042
8043 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics move a block of memory from the
8044 source location to the destination location. It is similar to the
8045 '``llvm.memcpy``' intrinsic but allows the two memory locations to
8046 overlap.
8047
8048 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memmove.*``
8049 intrinsics do not return a value, takes extra alignment/isvolatile
8050 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
8051
8052 Arguments:
8053 """"""""""
8054
8055 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
8056 pointer to the source. The third argument is an integer argument
8057 specifying the number of bytes to copy, the fourth argument is the
8058 alignment of the source and destination locations, and the fifth is a
8059 boolean indicating a volatile access.
8060
8061 If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
8062 then the caller guarantees that the source and destination pointers are
8063 aligned to that boundary.
8064
8065 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memmove`` call
8066 is a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is
8067 not very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
8068
8069 Semantics:
8070 """"""""""
8071
8072 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics copy a block of memory from the
8073 source location to the destination location, which may overlap. It
8074 copies "len" bytes of memory over. If the argument is known to be
8075 aligned to some boundary, this can be specified as the fourth argument,
8076 otherwise it should be set to 0 or 1 (both meaning no alignment).
8077
8078 '``llvm.memset.*``' Intrinsics
8079 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8080
8081 Syntax:
8082 """""""
8083
8084 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memset on any integer
8085 bit width and for different address spaces. However, not all targets
8086 support all bit widths.
8087
8088 ::
8089
8090       declare void @llvm.memset.p0i8.i32(i8* <dest>, i8 <val>,
8091                                          i32 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
8092       declare void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* <dest>, i8 <val>,
8093                                          i64 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
8094
8095 Overview:
8096 """""""""
8097
8098 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill a block of memory with a
8099 particular byte value.
8100
8101 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memset``
8102 intrinsic does not return a value and takes extra alignment/volatile
8103 arguments. Also, the destination can be in an arbitrary address space.
8104
8105 Arguments:
8106 """"""""""
8107
8108 The first argument is a pointer to the destination to fill, the second
8109 is the byte value with which to fill it, the third argument is an
8110 integer argument specifying the number of bytes to fill, and the fourth
8111 argument is the known alignment of the destination location.
8112
8113 If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
8114 then the caller guarantees that the destination pointer is aligned to
8115 that boundary.
8116
8117 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memset`` call is
8118 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
8119 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
8120
8121 Semantics:
8122 """"""""""
8123
8124 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill "len" bytes of memory starting
8125 at the destination location. If the argument is known to be aligned to
8126 some boundary, this can be specified as the fourth argument, otherwise
8127 it should be set to 0 or 1 (both meaning no alignment).
8128
8129 '``llvm.sqrt.*``' Intrinsic
8130 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8131
8132 Syntax:
8133 """""""
8134
8135 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sqrt`` on any
8136 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8137 all types however.
8138
8139 ::
8140
8141       declare float     @llvm.sqrt.f32(float %Val)
8142       declare double    @llvm.sqrt.f64(double %Val)
8143       declare x86_fp80  @llvm.sqrt.f80(x86_fp80 %Val)
8144       declare fp128     @llvm.sqrt.f128(fp128 %Val)
8145       declare ppc_fp128 @llvm.sqrt.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
8146
8147 Overview:
8148 """""""""
8149
8150 The '``llvm.sqrt``' intrinsics return the sqrt of the specified operand,
8151 returning the same value as the libm '``sqrt``' functions would. Unlike
8152 ``sqrt`` in libm, however, ``llvm.sqrt`` has undefined behavior for
8153 negative numbers other than -0.0 (which allows for better optimization,
8154 because there is no need to worry about errno being set).
8155 ``llvm.sqrt(-0.0)`` is defined to return -0.0 like IEEE sqrt.
8156
8157 Arguments:
8158 """"""""""
8159
8160 The argument and return value are floating point numbers of the same
8161 type.
8162
8163 Semantics:
8164 """"""""""
8165
8166 This function returns the sqrt of the specified operand if it is a
8167 nonnegative floating point number.
8168
8169 '``llvm.powi.*``' Intrinsic
8170 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8171
8172 Syntax:
8173 """""""
8174
8175 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.powi`` on any
8176 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8177 all types however.
8178
8179 ::
8180
8181       declare float     @llvm.powi.f32(float  %Val, i32 %power)
8182       declare double    @llvm.powi.f64(double %Val, i32 %power)
8183       declare x86_fp80  @llvm.powi.f80(x86_fp80  %Val, i32 %power)
8184       declare fp128     @llvm.powi.f128(fp128 %Val, i32 %power)
8185       declare ppc_fp128 @llvm.powi.ppcf128(ppc_fp128  %Val, i32 %power)
8186
8187 Overview:
8188 """""""""
8189
8190 The '``llvm.powi.*``' intrinsics return the first operand raised to the
8191 specified (positive or negative) power. The order of evaluation of
8192 multiplications is not defined. When a vector of floating point type is
8193 used, the second argument remains a scalar integer value.
8194
8195 Arguments:
8196 """"""""""
8197
8198 The second argument is an integer power, and the first is a value to
8199 raise to that power.
8200
8201 Semantics:
8202 """"""""""
8203
8204 This function returns the first value raised to the second power with an
8205 unspecified sequence of rounding operations.
8206
8207 '``llvm.sin.*``' Intrinsic
8208 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8209
8210 Syntax:
8211 """""""
8212
8213 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sin`` on any
8214 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8215 all types however.
8216
8217 ::
8218
8219       declare float     @llvm.sin.f32(float  %Val)
8220       declare double    @llvm.sin.f64(double %Val)
8221       declare x86_fp80  @llvm.sin.f80(x86_fp80  %Val)
8222       declare fp128     @llvm.sin.f128(fp128 %Val)
8223       declare ppc_fp128 @llvm.sin.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8224
8225 Overview:
8226 """""""""
8227
8228 The '``llvm.sin.*``' intrinsics return the sine of the operand.
8229
8230 Arguments:
8231 """"""""""
8232
8233 The argument and return value are floating point numbers of the same
8234 type.
8235
8236 Semantics:
8237 """"""""""
8238
8239 This function returns the sine of the specified operand, returning the
8240 same values as the libm ``sin`` functions would, and handles error
8241 conditions in the same way.
8242
8243 '``llvm.cos.*``' Intrinsic
8244 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8245
8246 Syntax:
8247 """""""
8248
8249 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cos`` on any
8250 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8251 all types however.
8252
8253 ::
8254
8255       declare float     @llvm.cos.f32(float  %Val)
8256       declare double    @llvm.cos.f64(double %Val)
8257       declare x86_fp80  @llvm.cos.f80(x86_fp80  %Val)
8258       declare fp128     @llvm.cos.f128(fp128 %Val)
8259       declare ppc_fp128 @llvm.cos.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8260
8261 Overview:
8262 """""""""
8263
8264 The '``llvm.cos.*``' intrinsics return the cosine of the operand.
8265
8266 Arguments:
8267 """"""""""
8268
8269 The argument and return value are floating point numbers of the same
8270 type.
8271
8272 Semantics:
8273 """"""""""
8274
8275 This function returns the cosine of the specified operand, returning the
8276 same values as the libm ``cos`` functions would, and handles error
8277 conditions in the same way.
8278
8279 '``llvm.pow.*``' Intrinsic
8280 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8281
8282 Syntax:
8283 """""""
8284
8285 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.pow`` on any
8286 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8287 all types however.
8288
8289 ::
8290
8291       declare float     @llvm.pow.f32(float  %Val, float %Power)
8292       declare double    @llvm.pow.f64(double %Val, double %Power)
8293       declare x86_fp80  @llvm.pow.f80(x86_fp80  %Val, x86_fp80 %Power)
8294       declare fp128     @llvm.pow.f128(fp128 %Val, fp128 %Power)
8295       declare ppc_fp128 @llvm.pow.ppcf128(ppc_fp128  %Val, ppc_fp128 Power)
8296
8297 Overview:
8298 """""""""
8299
8300 The '``llvm.pow.*``' intrinsics return the first operand raised to the
8301 specified (positive or negative) power.
8302
8303 Arguments:
8304 """"""""""
8305
8306 The second argument is a floating point power, and the first is a value
8307 to raise to that power.
8308
8309 Semantics:
8310 """"""""""
8311
8312 This function returns the first value raised to the second power,
8313 returning the same values as the libm ``pow`` functions would, and
8314 handles error conditions in the same way.
8315
8316 '``llvm.exp.*``' Intrinsic
8317 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8318
8319 Syntax:
8320 """""""
8321
8322 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp`` on any
8323 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8324 all types however.
8325
8326 ::
8327
8328       declare float     @llvm.exp.f32(float  %Val)
8329       declare double    @llvm.exp.f64(double %Val)
8330       declare x86_fp80  @llvm.exp.f80(x86_fp80  %Val)
8331       declare fp128     @llvm.exp.f128(fp128 %Val)
8332       declare ppc_fp128 @llvm.exp.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8333
8334 Overview:
8335 """""""""
8336
8337 The '``llvm.exp.*``' intrinsics perform the exp function.
8338
8339 Arguments:
8340 """"""""""
8341
8342 The argument and return value are floating point numbers of the same
8343 type.
8344
8345 Semantics:
8346 """"""""""
8347
8348 This function returns the same values as the libm ``exp`` functions
8349 would, and handles error conditions in the same way.
8350
8351 '``llvm.exp2.*``' Intrinsic
8352 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8353
8354 Syntax:
8355 """""""
8356
8357 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp2`` on any
8358 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8359 all types however.
8360
8361 ::
8362
8363       declare float     @llvm.exp2.f32(float  %Val)
8364       declare double    @llvm.exp2.f64(double %Val)
8365       declare x86_fp80  @llvm.exp2.f80(x86_fp80  %Val)
8366       declare fp128     @llvm.exp2.f128(fp128 %Val)
8367       declare ppc_fp128 @llvm.exp2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8368
8369 Overview:
8370 """""""""
8371
8372 The '``llvm.exp2.*``' intrinsics perform the exp2 function.
8373
8374 Arguments:
8375 """"""""""
8376
8377 The argument and return value are floating point numbers of the same
8378 type.
8379
8380 Semantics:
8381 """"""""""
8382
8383 This function returns the same values as the libm ``exp2`` functions
8384 would, and handles error conditions in the same way.
8385
8386 '``llvm.log.*``' Intrinsic
8387 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8388
8389 Syntax:
8390 """""""
8391
8392 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log`` on any
8393 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8394 all types however.
8395
8396 ::
8397
8398       declare float     @llvm.log.f32(float  %Val)
8399       declare double    @llvm.log.f64(double %Val)
8400       declare x86_fp80  @llvm.log.f80(x86_fp80  %Val)
8401       declare fp128     @llvm.log.f128(fp128 %Val)
8402       declare ppc_fp128 @llvm.log.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8403
8404 Overview:
8405 """""""""
8406
8407 The '``llvm.log.*``' intrinsics perform the log function.
8408
8409 Arguments:
8410 """"""""""
8411
8412 The argument and return value are floating point numbers of the same
8413 type.
8414
8415 Semantics:
8416 """"""""""
8417
8418 This function returns the same values as the libm ``log`` functions
8419 would, and handles error conditions in the same way.
8420
8421 '``llvm.log10.*``' Intrinsic
8422 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8423
8424 Syntax:
8425 """""""
8426
8427 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log10`` on any
8428 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8429 all types however.
8430
8431 ::
8432
8433       declare float     @llvm.log10.f32(float  %Val)
8434       declare double    @llvm.log10.f64(double %Val)
8435       declare x86_fp80  @llvm.log10.f80(x86_fp80  %Val)
8436       declare fp128     @llvm.log10.f128(fp128 %Val)
8437       declare ppc_fp128 @llvm.log10.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8438
8439 Overview:
8440 """""""""
8441
8442 The '``llvm.log10.*``' intrinsics perform the log10 function.
8443
8444 Arguments:
8445 """"""""""
8446
8447 The argument and return value are floating point numbers of the same
8448 type.
8449
8450 Semantics:
8451 """"""""""
8452
8453 This function returns the same values as the libm ``log10`` functions
8454 would, and handles error conditions in the same way.
8455
8456 '``llvm.log2.*``' Intrinsic
8457 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8458
8459 Syntax:
8460 """""""
8461
8462 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log2`` on any
8463 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8464 all types however.
8465
8466 ::
8467
8468       declare float     @llvm.log2.f32(float  %Val)
8469       declare double    @llvm.log2.f64(double %Val)
8470       declare x86_fp80  @llvm.log2.f80(x86_fp80  %Val)
8471       declare fp128     @llvm.log2.f128(fp128 %Val)
8472       declare ppc_fp128 @llvm.log2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8473
8474 Overview:
8475 """""""""
8476
8477 The '``llvm.log2.*``' intrinsics perform the log2 function.
8478
8479 Arguments:
8480 """"""""""
8481
8482 The argument and return value are floating point numbers of the same
8483 type.
8484
8485 Semantics:
8486 """"""""""
8487
8488 This function returns the same values as the libm ``log2`` functions
8489 would, and handles error conditions in the same way.
8490
8491 '``llvm.fma.*``' Intrinsic
8492 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8493
8494 Syntax:
8495 """""""
8496
8497 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fma`` on any
8498 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8499 all types however.
8500
8501 ::
8502
8503       declare float     @llvm.fma.f32(float  %a, float  %b, float  %c)
8504       declare double    @llvm.fma.f64(double %a, double %b, double %c)
8505       declare x86_fp80  @llvm.fma.f80(x86_fp80 %a, x86_fp80 %b, x86_fp80 %c)
8506       declare fp128     @llvm.fma.f128(fp128 %a, fp128 %b, fp128 %c)
8507       declare ppc_fp128 @llvm.fma.ppcf128(ppc_fp128 %a, ppc_fp128 %b, ppc_fp128 %c)
8508
8509 Overview:
8510 """""""""
8511
8512 The '``llvm.fma.*``' intrinsics perform the fused multiply-add
8513 operation.
8514
8515 Arguments:
8516 """"""""""
8517
8518 The argument and return value are floating point numbers of the same
8519 type.
8520
8521 Semantics:
8522 """"""""""
8523
8524 This function returns the same values as the libm ``fma`` functions
8525 would, and does not set errno.
8526
8527 '``llvm.fabs.*``' Intrinsic
8528 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8529
8530 Syntax:
8531 """""""
8532
8533 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fabs`` on any
8534 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8535 all types however.
8536
8537 ::
8538
8539       declare float     @llvm.fabs.f32(float  %Val)
8540       declare double    @llvm.fabs.f64(double %Val)
8541       declare x86_fp80  @llvm.fabs.f80(x86_fp80 %Val)
8542       declare fp128     @llvm.fabs.f128(fp128 %Val)
8543       declare ppc_fp128 @llvm.fabs.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
8544
8545 Overview:
8546 """""""""
8547
8548 The '``llvm.fabs.*``' intrinsics return the absolute value of the
8549 operand.
8550
8551 Arguments:
8552 """"""""""
8553
8554 The argument and return value are floating point numbers of the same
8555 type.
8556
8557 Semantics:
8558 """"""""""
8559
8560 This function returns the same values as the libm ``fabs`` functions
8561 would, and handles error conditions in the same way.
8562
8563 '``llvm.minnum.*``' Intrinsic
8564 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8565
8566 Syntax:
8567 """""""
8568
8569 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.minnum`` on any
8570 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8571 all types however.
8572
8573 ::
8574
8575       declare float     @llvm.minnum.f32(float %Val0, float %Val1)
8576       declare double    @llvm.minnum.f64(double %Val0, double %Val1)
8577       declare x86_fp80  @llvm.minnum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
8578       declare fp128     @llvm.minnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
8579       declare ppc_fp128 @llvm.minnum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
8580
8581 Overview:
8582 """""""""
8583
8584 The '``llvm.minnum.*``' intrinsics return the minimum of the two
8585 arguments.
8586
8587
8588 Arguments:
8589 """"""""""
8590
8591 The arguments and return value are floating point numbers of the same
8592 type.
8593
8594 Semantics:
8595 """"""""""
8596
8597 Follows the IEEE-754 semantics for minNum, which also match for libm's
8598 fmin.
8599
8600 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
8601 NaN only if both operands are NaN. If the operands compare equal,
8602 returns a value that compares equal to both operands. This means that
8603 fmin(+/-0.0, +/-0.0) could return either -0.0 or 0.0.
8604
8605 '``llvm.maxnum.*``' Intrinsic
8606 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8607
8608 Syntax:
8609 """""""
8610
8611 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.maxnum`` on any
8612 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8613 all types however.
8614
8615 ::
8616
8617       declare float     @llvm.maxnum.f32(float  %Val0, float  %Val1l)
8618       declare double    @llvm.maxnum.f64(double %Val0, double %Val1)
8619       declare x86_fp80  @llvm.maxnum.f80(x86_fp80  %Val0, x86_fp80  %Val1)
8620       declare fp128     @llvm.maxnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
8621       declare ppc_fp128 @llvm.maxnum.ppcf128(ppc_fp128  %Val0, ppc_fp128  %Val1)
8622
8623 Overview:
8624 """""""""
8625
8626 The '``llvm.maxnum.*``' intrinsics return the maximum of the two
8627 arguments.
8628
8629
8630 Arguments:
8631 """"""""""
8632
8633 The arguments and return value are floating point numbers of the same
8634 type.
8635
8636 Semantics:
8637 """"""""""
8638 Follows the IEEE-754 semantics for maxNum, which also match for libm's
8639 fmax.
8640
8641 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
8642 NaN only if both operands are NaN. If the operands compare equal,
8643 returns a value that compares equal to both operands. This means that
8644 fmax(+/-0.0, +/-0.0) could return either -0.0 or 0.0.
8645
8646 '``llvm.copysign.*``' Intrinsic
8647 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8648
8649 Syntax:
8650 """""""
8651
8652 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.copysign`` on any
8653 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8654 all types however.
8655
8656 ::
8657
8658       declare float     @llvm.copysign.f32(float  %Mag, float  %Sgn)
8659       declare double    @llvm.copysign.f64(double %Mag, double %Sgn)
8660       declare x86_fp80  @llvm.copysign.f80(x86_fp80  %Mag, x86_fp80  %Sgn)
8661       declare fp128     @llvm.copysign.f128(fp128 %Mag, fp128 %Sgn)
8662       declare ppc_fp128 @llvm.copysign.ppcf128(ppc_fp128  %Mag, ppc_fp128  %Sgn)
8663
8664 Overview:
8665 """""""""
8666
8667 The '``llvm.copysign.*``' intrinsics return a value with the magnitude of the
8668 first operand and the sign of the second operand.
8669
8670 Arguments:
8671 """"""""""
8672
8673 The arguments and return value are floating point numbers of the same
8674 type.
8675
8676 Semantics:
8677 """"""""""
8678
8679 This function returns the same values as the libm ``copysign``
8680 functions would, and handles error conditions in the same way.
8681
8682 '``llvm.floor.*``' Intrinsic
8683 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8684
8685 Syntax:
8686 """""""
8687
8688 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.floor`` on any
8689 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8690 all types however.
8691
8692 ::
8693
8694       declare float     @llvm.floor.f32(float  %Val)
8695       declare double    @llvm.floor.f64(double %Val)
8696       declare x86_fp80  @llvm.floor.f80(x86_fp80  %Val)
8697       declare fp128     @llvm.floor.f128(fp128 %Val)
8698       declare ppc_fp128 @llvm.floor.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8699
8700 Overview:
8701 """""""""
8702
8703 The '``llvm.floor.*``' intrinsics return the floor of the operand.
8704
8705 Arguments:
8706 """"""""""
8707
8708 The argument and return value are floating point numbers of the same
8709 type.
8710
8711 Semantics:
8712 """"""""""
8713
8714 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
8715 would, and handles error conditions in the same way.
8716
8717 '``llvm.ceil.*``' Intrinsic
8718 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8719
8720 Syntax:
8721 """""""
8722
8723 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ceil`` on any
8724 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8725 all types however.
8726
8727 ::
8728
8729       declare float     @llvm.ceil.f32(float  %Val)
8730       declare double    @llvm.ceil.f64(double %Val)
8731       declare x86_fp80  @llvm.ceil.f80(x86_fp80  %Val)
8732       declare fp128     @llvm.ceil.f128(fp128 %Val)
8733       declare ppc_fp128 @llvm.ceil.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8734
8735 Overview:
8736 """""""""
8737
8738 The '``llvm.ceil.*``' intrinsics return the ceiling of the operand.
8739
8740 Arguments:
8741 """"""""""
8742
8743 The argument and return value are floating point numbers of the same
8744 type.
8745
8746 Semantics:
8747 """"""""""
8748
8749 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
8750 would, and handles error conditions in the same way.
8751
8752 '``llvm.trunc.*``' Intrinsic
8753 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8754
8755 Syntax:
8756 """""""
8757
8758 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.trunc`` on any
8759 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8760 all types however.
8761
8762 ::
8763
8764       declare float     @llvm.trunc.f32(float  %Val)
8765       declare double    @llvm.trunc.f64(double %Val)
8766       declare x86_fp80  @llvm.trunc.f80(x86_fp80  %Val)
8767       declare fp128     @llvm.trunc.f128(fp128 %Val)
8768       declare ppc_fp128 @llvm.trunc.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8769
8770 Overview:
8771 """""""""
8772
8773 The '``llvm.trunc.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
8774 nearest integer not larger in magnitude than the operand.
8775
8776 Arguments:
8777 """"""""""
8778
8779 The argument and return value are floating point numbers of the same
8780 type.
8781
8782 Semantics:
8783 """"""""""
8784
8785 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
8786 would, and handles error conditions in the same way.
8787
8788 '``llvm.rint.*``' Intrinsic
8789 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8790
8791 Syntax:
8792 """""""
8793
8794 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.rint`` on any
8795 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8796 all types however.
8797
8798 ::
8799
8800       declare float     @llvm.rint.f32(float  %Val)
8801       declare double    @llvm.rint.f64(double %Val)
8802       declare x86_fp80  @llvm.rint.f80(x86_fp80  %Val)
8803       declare fp128     @llvm.rint.f128(fp128 %Val)
8804       declare ppc_fp128 @llvm.rint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8805
8806 Overview:
8807 """""""""
8808
8809 The '``llvm.rint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
8810 nearest integer. It may raise an inexact floating-point exception if the
8811 operand isn't an integer.
8812
8813 Arguments:
8814 """"""""""
8815
8816 The argument and return value are floating point numbers of the same
8817 type.
8818
8819 Semantics:
8820 """"""""""
8821
8822 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
8823 would, and handles error conditions in the same way.
8824
8825 '``llvm.nearbyint.*``' Intrinsic
8826 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8827
8828 Syntax:
8829 """""""
8830
8831 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.nearbyint`` on any
8832 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8833 all types however.
8834
8835 ::
8836
8837       declare float     @llvm.nearbyint.f32(float  %Val)
8838       declare double    @llvm.nearbyint.f64(double %Val)
8839       declare x86_fp80  @llvm.nearbyint.f80(x86_fp80  %Val)
8840       declare fp128     @llvm.nearbyint.f128(fp128 %Val)
8841       declare ppc_fp128 @llvm.nearbyint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8842
8843 Overview:
8844 """""""""
8845
8846 The '``llvm.nearbyint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
8847 nearest integer.
8848
8849 Arguments:
8850 """"""""""
8851
8852 The argument and return value are floating point numbers of the same
8853 type.
8854
8855 Semantics:
8856 """"""""""
8857
8858 This function returns the same values as the libm ``nearbyint``
8859 functions would, and handles error conditions in the same way.
8860
8861 '``llvm.round.*``' Intrinsic
8862 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8863
8864 Syntax:
8865 """""""
8866
8867 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.round`` on any
8868 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8869 all types however.
8870
8871 ::
8872
8873       declare float     @llvm.round.f32(float  %Val)
8874       declare double    @llvm.round.f64(double %Val)
8875       declare x86_fp80  @llvm.round.f80(x86_fp80  %Val)
8876       declare fp128     @llvm.round.f128(fp128 %Val)
8877       declare ppc_fp128 @llvm.round.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8878
8879 Overview:
8880 """""""""
8881
8882 The '``llvm.round.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
8883 nearest integer.
8884
8885 Arguments:
8886 """"""""""
8887
8888 The argument and return value are floating point numbers of the same
8889 type.
8890
8891 Semantics:
8892 """"""""""
8893
8894 This function returns the same values as the libm ``round``
8895 functions would, and handles error conditions in the same way.
8896
8897 Bit Manipulation Intrinsics
8898 ---------------------------
8899
8900 LLVM provides intrinsics for a few important bit manipulation
8901 operations. These allow efficient code generation for some algorithms.
8902
8903 '``llvm.bswap.*``' Intrinsics
8904 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8905
8906 Syntax:
8907 """""""
8908
8909 This is an overloaded intrinsic function. You can use bswap on any
8910 integer type that is an even number of bytes (i.e. BitWidth % 16 == 0).
8911
8912 ::
8913
8914       declare i16 @llvm.bswap.i16(i16 <id>)
8915       declare i32 @llvm.bswap.i32(i32 <id>)
8916       declare i64 @llvm.bswap.i64(i64 <id>)
8917
8918 Overview:
8919 """""""""
8920
8921 The '``llvm.bswap``' family of intrinsics is used to byte swap integer
8922 values with an even number of bytes (positive multiple of 16 bits).
8923 These are useful for performing operations on data that is not in the
8924 target's native byte order.
8925
8926 Semantics:
8927 """"""""""
8928
8929 The ``llvm.bswap.i16`` intrinsic returns an i16 value that has the high
8930 and low byte of the input i16 swapped. Similarly, the ``llvm.bswap.i32``
8931 intrinsic returns an i32 value that has the four bytes of the input i32
8932 swapped, so that if the input bytes are numbered 0, 1, 2, 3 then the
8933 returned i32 will have its bytes in 3, 2, 1, 0 order. The
8934 ``llvm.bswap.i48``, ``llvm.bswap.i64`` and other intrinsics extend this
8935 concept to additional even-byte lengths (6 bytes, 8 bytes and more,
8936 respectively).
8937
8938 '``llvm.ctpop.*``' Intrinsic
8939 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8940
8941 Syntax:
8942 """""""
8943
8944 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.ctpop on any integer
8945 bit width, or on any vector with integer elements. Not all targets
8946 support all bit widths or vector types, however.
8947
8948 ::
8949
8950       declare i8 @llvm.ctpop.i8(i8  <src>)
8951       declare i16 @llvm.ctpop.i16(i16 <src>)
8952       declare i32 @llvm.ctpop.i32(i32 <src>)
8953       declare i64 @llvm.ctpop.i64(i64 <src>)
8954       declare i256 @llvm.ctpop.i256(i256 <src>)
8955       declare <2 x i32> @llvm.ctpop.v2i32(<2 x i32> <src>)
8956
8957 Overview:
8958 """""""""
8959
8960 The '``llvm.ctpop``' family of intrinsics counts the number of bits set
8961 in a value.
8962
8963 Arguments:
8964 """"""""""
8965
8966 The only argument is the value to be counted. The argument may be of any
8967 integer type, or a vector with integer elements. The return type must
8968 match the argument type.
8969
8970 Semantics:
8971 """"""""""
8972
8973 The '``llvm.ctpop``' intrinsic counts the 1's in a variable, or within
8974 each element of a vector.
8975
8976 '``llvm.ctlz.*``' Intrinsic
8977 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8978
8979 Syntax:
8980 """""""
8981
8982 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ctlz`` on any
8983 integer bit width, or any vector whose elements are integers. Not all
8984 targets support all bit widths or vector types, however.
8985
8986 ::
8987
8988       declare i8   @llvm.ctlz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
8989       declare i16  @llvm.ctlz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
8990       declare i32  @llvm.ctlz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
8991       declare i64  @llvm.ctlz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
8992       declare i256 @llvm.ctlz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
8993       declase <2 x i32> @llvm.ctlz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
8994
8995 Overview:
8996 """""""""
8997
8998 The '``llvm.ctlz``' family of intrinsic functions counts the number of
8999 leading zeros in a variable.
9000
9001 Arguments:
9002 """"""""""
9003
9004 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
9005 any integer type, or a vector with integer element type. The return
9006 type must match the first argument type.
9007
9008 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
9009 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
9010 defined result. Historically some architectures did not provide a
9011 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
9012 now predicated on avoiding zero-value inputs.
9013
9014 Semantics:
9015 """"""""""
9016
9017 The '``llvm.ctlz``' intrinsic counts the leading (most significant)
9018 zeros in a variable, or within each element of the vector. If
9019 ``src == 0`` then the result is the size in bits of the type of ``src``
9020 if ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
9021 ``llvm.ctlz(i32 2) = 30``.
9022
9023 '``llvm.cttz.*``' Intrinsic
9024 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9025
9026 Syntax:
9027 """""""
9028
9029 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cttz`` on any
9030 integer bit width, or any vector of integer elements. Not all targets
9031 support all bit widths or vector types, however.
9032
9033 ::
9034
9035       declare i8   @llvm.cttz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
9036       declare i16  @llvm.cttz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
9037       declare i32  @llvm.cttz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
9038       declare i64  @llvm.cttz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
9039       declare i256 @llvm.cttz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
9040       declase <2 x i32> @llvm.cttz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
9041
9042 Overview:
9043 """""""""
9044
9045 The '``llvm.cttz``' family of intrinsic functions counts the number of
9046 trailing zeros.
9047
9048 Arguments:
9049 """"""""""
9050
9051 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
9052 any integer type, or a vector with integer element type. The return
9053 type must match the first argument type.
9054
9055 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
9056 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
9057 defined result. Historically some architectures did not provide a
9058 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
9059 now predicated on avoiding zero-value inputs.
9060
9061 Semantics:
9062 """"""""""
9063
9064 The '``llvm.cttz``' intrinsic counts the trailing (least significant)
9065 zeros in a variable, or within each element of a vector. If ``src == 0``
9066 then the result is the size in bits of the type of ``src`` if
9067 ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
9068 ``llvm.cttz(2) = 1``.
9069
9070 .. _int_overflow:
9071
9072 Arithmetic with Overflow Intrinsics
9073 -----------------------------------
9074
9075 LLVM provides intrinsics for some arithmetic with overflow operations.
9076
9077 '``llvm.sadd.with.overflow.*``' Intrinsics
9078 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9079
9080 Syntax:
9081 """""""
9082
9083 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.with.overflow``
9084 on any integer bit width.
9085
9086 ::
9087
9088       declare {i16, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
9089       declare {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9090       declare {i64, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
9091
9092 Overview:
9093 """""""""
9094
9095 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9096 a signed addition of the two arguments, and indicate whether an overflow
9097 occurred during the signed summation.
9098
9099 Arguments:
9100 """"""""""
9101
9102 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
9103 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
9104 bit width. The second element of the result structure must be of type
9105 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
9106 addition.
9107
9108 Semantics:
9109 """"""""""
9110
9111 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9112 a signed addition of the two variables. They return a structure --- the
9113 first element of which is the signed summation, and the second element
9114 of which is a bit specifying if the signed summation resulted in an
9115 overflow.
9116
9117 Examples:
9118 """""""""
9119
9120 .. code-block:: llvm
9121
9122       %res = call {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9123       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
9124       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
9125       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
9126
9127 '``llvm.uadd.with.overflow.*``' Intrinsics
9128 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9129
9130 Syntax:
9131 """""""
9132
9133 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.with.overflow``
9134 on any integer bit width.
9135
9136 ::
9137
9138       declare {i16, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
9139       declare {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9140       declare {i64, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
9141
9142 Overview:
9143 """""""""
9144
9145 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9146 an unsigned addition of the two arguments, and indicate whether a carry
9147 occurred during the unsigned summation.
9148
9149 Arguments:
9150 """"""""""
9151
9152 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
9153 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
9154 bit width. The second element of the result structure must be of type
9155 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
9156 addition.
9157
9158 Semantics:
9159 """"""""""
9160
9161 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9162 an unsigned addition of the two arguments. They return a structure --- the
9163 first element of which is the sum, and the second element of which is a
9164 bit specifying if the unsigned summation resulted in a carry.
9165
9166 Examples:
9167 """""""""
9168
9169 .. code-block:: llvm
9170
9171       %res = call {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9172       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
9173       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
9174       br i1 %obit, label %carry, label %normal
9175
9176 '``llvm.ssub.with.overflow.*``' Intrinsics
9177 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9178
9179 Syntax:
9180 """""""
9181
9182 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.with.overflow``
9183 on any integer bit width.
9184
9185 ::
9186
9187       declare {i16, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
9188       declare {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9189       declare {i64, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
9190
9191 Overview:
9192 """""""""
9193
9194 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9195 a signed subtraction of the two arguments, and indicate whether an
9196 overflow occurred during the signed subtraction.
9197
9198 Arguments:
9199 """"""""""
9200
9201 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
9202 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
9203 bit width. The second element of the result structure must be of type
9204 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
9205 subtraction.
9206
9207 Semantics:
9208 """"""""""
9209
9210 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9211 a signed subtraction of the two arguments. They return a structure --- the
9212 first element of which is the subtraction, and the second element of
9213 which is a bit specifying if the signed subtraction resulted in an
9214 overflow.
9215
9216 Examples:
9217 """""""""
9218
9219 .. code-block:: llvm
9220
9221       %res = call {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9222       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
9223       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
9224       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
9225
9226 '``llvm.usub.with.overflow.*``' Intrinsics
9227 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9228
9229 Syntax:
9230 """""""
9231
9232 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.with.overflow``
9233 on any integer bit width.
9234
9235 ::
9236
9237       declare {i16, i1} @llvm.usub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
9238       declare {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9239       declare {i64, i1} @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
9240
9241 Overview:
9242 """""""""
9243
9244 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9245 an unsigned subtraction of the two arguments, and indicate whether an
9246 overflow occurred during the unsigned subtraction.
9247
9248 Arguments:
9249 """"""""""
9250
9251 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
9252 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
9253 bit width. The second element of the result structure must be of type
9254 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
9255 subtraction.
9256
9257 Semantics:
9258 """"""""""
9259
9260 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9261 an unsigned subtraction of the two arguments. They return a structure ---
9262 the first element of which is the subtraction, and the second element of
9263 which is a bit specifying if the unsigned subtraction resulted in an
9264 overflow.
9265
9266 Examples:
9267 """""""""
9268
9269 .. code-block:: llvm
9270
9271       %res = call {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9272       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
9273       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
9274       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
9275
9276 '``llvm.smul.with.overflow.*``' Intrinsics
9277 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9278
9279 Syntax:
9280 """""""
9281
9282 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.with.overflow``
9283 on any integer bit width.
9284
9285 ::
9286
9287       declare {i16, i1} @llvm.smul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
9288       declare {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9289       declare {i64, i1} @llvm.smul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
9290
9291 Overview:
9292 """""""""
9293
9294 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9295 a signed multiplication of the two arguments, and indicate whether an
9296 overflow occurred during the signed multiplication.
9297
9298 Arguments:
9299 """"""""""
9300
9301 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
9302 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
9303 bit width. The second element of the result structure must be of type
9304 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
9305 multiplication.
9306
9307 Semantics:
9308 """"""""""
9309
9310 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9311 a signed multiplication of the two arguments. They return a structure ---
9312 the first element of which is the multiplication, and the second element
9313 of which is a bit specifying if the signed multiplication resulted in an
9314 overflow.
9315
9316 Examples:
9317 """""""""
9318
9319 .. code-block:: llvm
9320
9321       %res = call {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9322       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
9323       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
9324       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
9325
9326 '``llvm.umul.with.overflow.*``' Intrinsics
9327 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9328
9329 Syntax:
9330 """""""
9331
9332 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.with.overflow``
9333 on any integer bit width.
9334
9335 ::
9336
9337       declare {i16, i1} @llvm.umul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
9338       declare {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9339       declare {i64, i1} @llvm.umul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
9340
9341 Overview:
9342 """""""""
9343
9344 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9345 a unsigned multiplication of the two arguments, and indicate whether an
9346 overflow occurred during the unsigned multiplication.
9347
9348 Arguments:
9349 """"""""""
9350
9351 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
9352 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
9353 bit width. The second element of the result structure must be of type
9354 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
9355 multiplication.
9356
9357 Semantics:
9358 """"""""""
9359
9360 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9361 an unsigned multiplication of the two arguments. They return a structure ---
9362 the first element of which is the multiplication, and the second
9363 element of which is a bit specifying if the unsigned multiplication
9364 resulted in an overflow.
9365
9366 Examples:
9367 """""""""
9368
9369 .. code-block:: llvm
9370
9371       %res = call {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9372       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
9373       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
9374       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
9375
9376 Specialised Arithmetic Intrinsics
9377 ---------------------------------
9378
9379 '``llvm.fmuladd.*``' Intrinsic
9380 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9381
9382 Syntax:
9383 """""""
9384
9385 ::
9386
9387       declare float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c)
9388       declare double @llvm.fmuladd.f64(double %a, double %b, double %c)
9389
9390 Overview:
9391 """""""""
9392
9393 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsic functions represent multiply-add
9394 expressions that can be fused if the code generator determines that (a) the
9395 target instruction set has support for a fused operation, and (b) that the
9396 fused operation is more efficient than the equivalent, separate pair of mul
9397 and add instructions.
9398
9399 Arguments:
9400 """"""""""
9401
9402 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsics each take three arguments: two
9403 multiplicands, a and b, and an addend c.
9404
9405 Semantics:
9406 """"""""""
9407
9408 The expression:
9409
9410 ::
9411
9412       %0 = call float @llvm.fmuladd.f32(%a, %b, %c)
9413
9414 is equivalent to the expression a \* b + c, except that rounding will
9415 not be performed between the multiplication and addition steps if the
9416 code generator fuses the operations. Fusion is not guaranteed, even if
9417 the target platform supports it. If a fused multiply-add is required the
9418 corresponding llvm.fma.\* intrinsic function should be used
9419 instead. This never sets errno, just as '``llvm.fma.*``'.
9420
9421 Examples:
9422 """""""""
9423
9424 .. code-block:: llvm
9425
9426       %r2 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c) ; yields float:r2 = (a * b) + c
9427
9428 Half Precision Floating Point Intrinsics
9429 ----------------------------------------
9430
9431 For most target platforms, half precision floating point is a
9432 storage-only format. This means that it is a dense encoding (in memory)
9433 but does not support computation in the format.
9434
9435 This means that code must first load the half-precision floating point
9436 value as an i16, then convert it to float with
9437 :ref:`llvm.convert.from.fp16 <int_convert_from_fp16>`. Computation can
9438 then be performed on the float value (including extending to double
9439 etc). To store the value back to memory, it is first converted to float
9440 if needed, then converted to i16 with
9441 :ref:`llvm.convert.to.fp16 <int_convert_to_fp16>`, then storing as an
9442 i16 value.
9443
9444 .. _int_convert_to_fp16:
9445
9446 '``llvm.convert.to.fp16``' Intrinsic
9447 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9448
9449 Syntax:
9450 """""""
9451
9452 ::
9453
9454       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
9455       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f64(double %a)
9456
9457 Overview:
9458 """""""""
9459
9460 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
9461 conventional floating point type to half precision floating point format.
9462
9463 Arguments:
9464 """"""""""
9465
9466 The intrinsic function contains single argument - the value to be
9467 converted.
9468
9469 Semantics:
9470 """"""""""
9471
9472 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
9473 conventional floating point format to half precision floating point format. The
9474 return value is an ``i16`` which contains the converted number.
9475
9476 Examples:
9477 """""""""
9478
9479 .. code-block:: llvm
9480
9481       %res = call i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
9482       store i16 %res, i16* @x, align 2
9483
9484 .. _int_convert_from_fp16:
9485
9486 '``llvm.convert.from.fp16``' Intrinsic
9487 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9488
9489 Syntax:
9490 """""""
9491
9492 ::
9493
9494       declare float @llvm.convert.from.fp16.f32(i16 %a)
9495       declare double @llvm.convert.from.fp16.f64(i16 %a)
9496
9497 Overview:
9498 """""""""
9499
9500 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
9501 conversion from half precision floating point format to single precision
9502 floating point format.
9503
9504 Arguments:
9505 """"""""""
9506
9507 The intrinsic function contains single argument - the value to be
9508 converted.
9509
9510 Semantics:
9511 """"""""""
9512
9513 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
9514 conversion from half single precision floating point format to single
9515 precision floating point format. The input half-float value is
9516 represented by an ``i16`` value.
9517
9518 Examples:
9519 """""""""
9520
9521 .. code-block:: llvm
9522
9523       %a = load i16, i16* @x, align 2
9524       %res = call float @llvm.convert.from.fp16(i16 %a)
9525
9526 .. _dbg_intrinsics:
9527
9528 Debugger Intrinsics
9529 -------------------
9530
9531 The LLVM debugger intrinsics (which all start with ``llvm.dbg.``
9532 prefix), are described in the `LLVM Source Level
9533 Debugging <SourceLevelDebugging.html#format_common_intrinsics>`_
9534 document.
9535
9536 Exception Handling Intrinsics
9537 -----------------------------
9538
9539 The LLVM exception handling intrinsics (which all start with
9540 ``llvm.eh.`` prefix), are described in the `LLVM Exception
9541 Handling <ExceptionHandling.html#format_common_intrinsics>`_ document.
9542
9543 .. _int_trampoline:
9544
9545 Trampoline Intrinsics
9546 ---------------------
9547
9548 These intrinsics make it possible to excise one parameter, marked with
9549 the :ref:`nest <nest>` attribute, from a function. The result is a
9550 callable function pointer lacking the nest parameter - the caller does
9551 not need to provide a value for it. Instead, the value to use is stored
9552 in advance in a "trampoline", a block of memory usually allocated on the
9553 stack, which also contains code to splice the nest value into the
9554 argument list. This is used to implement the GCC nested function address
9555 extension.
9556
9557 For example, if the function is ``i32 f(i8* nest %c, i32 %x, i32 %y)``
9558 then the resulting function pointer has signature ``i32 (i32, i32)*``.
9559 It can be created as follows:
9560
9561 .. code-block:: llvm
9562
9563       %tramp = alloca [10 x i8], align 4 ; size and alignment only correct for X86
9564       %tramp1 = getelementptr [10 x i8], [10 x i8]* %tramp, i32 0, i32 0
9565       call i8* @llvm.init.trampoline(i8* %tramp1, i8* bitcast (i32 (i8*, i32, i32)* @f to i8*), i8* %nval)
9566       %p = call i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* %tramp1)
9567       %fp = bitcast i8* %p to i32 (i32, i32)*
9568
9569 The call ``%val = call i32 %fp(i32 %x, i32 %y)`` is then equivalent to
9570 ``%val = call i32 %f(i8* %nval, i32 %x, i32 %y)``.
9571
9572 .. _int_it:
9573
9574 '``llvm.init.trampoline``' Intrinsic
9575 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9576
9577 Syntax:
9578 """""""
9579
9580 ::
9581
9582       declare void @llvm.init.trampoline(i8* <tramp>, i8* <func>, i8* <nval>)
9583
9584 Overview:
9585 """""""""
9586
9587 This fills the memory pointed to by ``tramp`` with executable code,
9588 turning it into a trampoline.
9589
9590 Arguments:
9591 """"""""""
9592
9593 The ``llvm.init.trampoline`` intrinsic takes three arguments, all
9594 pointers. The ``tramp`` argument must point to a sufficiently large and
9595 sufficiently aligned block of memory; this memory is written to by the
9596 intrinsic. Note that the size and the alignment are target-specific -
9597 LLVM currently provides no portable way of determining them, so a
9598 front-end that generates this intrinsic needs to have some
9599 target-specific knowledge. The ``func`` argument must hold a function
9600 bitcast to an ``i8*``.
9601
9602 Semantics:
9603 """"""""""
9604
9605 The block of memory pointed to by ``tramp`` is filled with target
9606 dependent code, turning it into a function. Then ``tramp`` needs to be
9607 passed to :ref:`llvm.adjust.trampoline <int_at>` to get a pointer which can
9608 be :ref:`bitcast (to a new function) and called <int_trampoline>`. The new
9609 function's signature is the same as that of ``func`` with any arguments
9610 marked with the ``nest`` attribute removed. At most one such ``nest``
9611 argument is allowed, and it must be of pointer type. Calling the new
9612 function is equivalent to calling ``func`` with the same argument list,
9613 but with ``nval`` used for the missing ``nest`` argument. If, after
9614 calling ``llvm.init.trampoline``, the memory pointed to by ``tramp`` is
9615 modified, then the effect of any later call to the returned function
9616 pointer is undefined.
9617
9618 .. _int_at:
9619
9620 '``llvm.adjust.trampoline``' Intrinsic
9621 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9622
9623 Syntax:
9624 """""""
9625
9626 ::
9627
9628       declare i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* <tramp>)
9629
9630 Overview:
9631 """""""""
9632
9633 This performs any required machine-specific adjustment to the address of
9634 a trampoline (passed as ``tramp``).
9635
9636 Arguments:
9637 """"""""""
9638
9639 ``tramp`` must point to a block of memory which already has trampoline
9640 code filled in by a previous call to
9641 :ref:`llvm.init.trampoline <int_it>`.
9642
9643 Semantics:
9644 """"""""""
9645
9646 On some architectures the address of the code to be executed needs to be
9647 different than the address where the trampoline is actually stored. This
9648 intrinsic returns the executable address corresponding to ``tramp``
9649 after performing the required machine specific adjustments. The pointer
9650 returned can then be :ref:`bitcast and executed <int_trampoline>`.
9651
9652 Masked Vector Load and Store Intrinsics
9653 ---------------------------------------
9654
9655 LLVM provides intrinsics for predicated vector load and store operations. The predicate is specified by a mask operand, which holds one bit per vector element, switching the associated vector lane on or off. The memory addresses corresponding to the "off" lanes are not accessed. When all bits of the mask are on, the intrinsic is identical to a regular vector load or store. When all bits are off, no memory is accessed.
9656
9657 .. _int_mload:
9658
9659 '``llvm.masked.load.*``' Intrinsics
9660 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9661
9662 Syntax:
9663 """""""
9664 This is an overloaded intrinsic. The loaded data is a vector of any integer or floating point data type.
9665
9666 ::
9667
9668       declare <16 x float> @llvm.masked.load.v16f32 (<16 x float>* <ptr>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
9669       declare <2 x double> @llvm.masked.load.v2f64  (<2 x double>* <ptr>, i32 <alignment>, <2 x i1>  <mask>, <2 x double> <passthru>)
9670
9671 Overview:
9672 """""""""
9673
9674 Reads a vector from memory according to the provided mask. The mask holds a bit for each vector lane, and is used to prevent memory accesses to the masked-off lanes. The masked-off lanes in the result vector are taken from the corresponding lanes in the passthru operand.
9675
9676
9677 Arguments:
9678 """"""""""
9679
9680 The first operand is the base pointer for the load. The second operand is the alignment of the source location. It must be a constant integer value. The third operand, mask, is a vector of boolean 'i1' values with the same number of elements as the return type. The fourth is a pass-through value that is used to fill the masked-off lanes of the result. The return type, underlying type of the base pointer and the type of passthru operand are the same vector types.
9681
9682
9683 Semantics:
9684 """"""""""
9685
9686 The '``llvm.masked.load``' intrinsic is designed for conditional reading of selected vector elements in a single IR operation. It is useful for targets that support vector masked loads and allows vectorizing predicated basic blocks on these targets. Other targets may support this intrinsic differently, for example by lowering it into a sequence of branches that guard scalar load operations.
9687 The result of this operation is equivalent to a regular vector load instruction followed by a 'select' between the loaded and the passthru values, predicated on the same mask. However, using this intrinsic prevents exceptions on memory access to masked-off lanes.
9688
9689
9690 ::
9691
9692        %res = call <16 x float> @llvm.masked.load.v16f32 (<16 x float>* %ptr, i32 4, <16 x i1>%mask, <16 x float> %passthru)
9693        
9694        ;; The result of the two following instructions is identical aside from potential memory access exception
9695        %loadlal = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
9696        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %loadlal, <16 x float> %passthru
9697
9698 .. _int_mstore:
9699
9700 '``llvm.masked.store.*``' Intrinsics
9701 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9702
9703 Syntax:
9704 """""""
9705 This is an overloaded intrinsic. The data stored in memory is a vector of any integer or floating point data type.
9706
9707 ::
9708
9709        declare void @llvm.masked.store.v8i32 (<8 x i32>  <value>, <8 x i32> * <ptr>, i32 <alignment>,  <8 x i1>  <mask>)
9710        declare void @llvm.masked.store.v16f32(<16 x i32> <value>, <16 x i32>* <ptr>, i32 <alignment>,  <16 x i1> <mask>)
9711
9712 Overview:
9713 """""""""
9714
9715 Writes a vector to memory according to the provided mask. The mask holds a bit for each vector lane, and is used to prevent memory accesses to the masked-off lanes.
9716
9717 Arguments:
9718 """"""""""
9719
9720 The first operand is the vector value to be written to memory. The second operand is the base pointer for the store, it has the same underlying type as the value operand. The third operand is the alignment of the destination location. The fourth operand, mask, is a vector of boolean values. The types of the mask and the value operand must have the same number of vector elements.
9721
9722
9723 Semantics:
9724 """"""""""
9725
9726 The '``llvm.masked.store``' intrinsics is designed for conditional writing of selected vector elements in a single IR operation. It is useful for targets that support vector masked store and allows vectorizing predicated basic blocks on these targets. Other targets may support this intrinsic differently, for example by lowering it into a sequence of branches that guard scalar store operations.
9727 The result of this operation is equivalent to a load-modify-store sequence. However, using this intrinsic prevents exceptions and data races on memory access to masked-off lanes.
9728
9729 ::
9730
9731        call void @llvm.masked.store.v16f32(<16 x float> %value, <16 x float>* %ptr, i32 4,  <16 x i1> %mask)
9732        
9733        ;; The result of the following instructions is identical aside from potential data races and memory access exceptions
9734        %oldval = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
9735        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %value, <16 x float> %oldval
9736        store <16 x float> %res, <16 x float>* %ptr, align 4
9737
9738
9739 Memory Use Markers
9740 ------------------
9741
9742 This class of intrinsics provides information about the lifetime of
9743 memory objects and ranges where variables are immutable.
9744
9745 .. _int_lifestart:
9746
9747 '``llvm.lifetime.start``' Intrinsic
9748 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9749
9750 Syntax:
9751 """""""
9752
9753 ::
9754
9755       declare void @llvm.lifetime.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
9756
9757 Overview:
9758 """""""""
9759
9760 The '``llvm.lifetime.start``' intrinsic specifies the start of a memory
9761 object's lifetime.
9762
9763 Arguments:
9764 """"""""""
9765
9766 The first argument is a constant integer representing the size of the
9767 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
9768 to the object.
9769
9770 Semantics:
9771 """"""""""
9772
9773 This intrinsic indicates that before this point in the code, the value
9774 of the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known
9775 to never be used and has an undefined value. A load from the pointer
9776 that precedes this intrinsic can be replaced with ``'undef'``.
9777
9778 .. _int_lifeend:
9779
9780 '``llvm.lifetime.end``' Intrinsic
9781 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9782
9783 Syntax:
9784 """""""
9785
9786 ::
9787
9788       declare void @llvm.lifetime.end(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
9789
9790 Overview:
9791 """""""""
9792
9793 The '``llvm.lifetime.end``' intrinsic specifies the end of a memory
9794 object's lifetime.
9795
9796 Arguments:
9797 """"""""""
9798
9799 The first argument is a constant integer representing the size of the
9800 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
9801 to the object.
9802
9803 Semantics:
9804 """"""""""
9805
9806 This intrinsic indicates that after this point in the code, the value of
9807 the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known to
9808 never be used and has an undefined value. Any stores into the memory
9809 object following this intrinsic may be removed as dead.
9810
9811 '``llvm.invariant.start``' Intrinsic
9812 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9813
9814 Syntax:
9815 """""""
9816
9817 ::
9818
9819       declare {}* @llvm.invariant.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
9820
9821 Overview:
9822 """""""""
9823
9824 The '``llvm.invariant.start``' intrinsic specifies that the contents of
9825 a memory object will not change.
9826
9827 Arguments:
9828 """"""""""
9829
9830 The first argument is a constant integer representing the size of the
9831 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
9832 to the object.
9833
9834 Semantics:
9835 """"""""""
9836
9837 This intrinsic indicates that until an ``llvm.invariant.end`` that uses
9838 the return value, the referenced memory location is constant and
9839 unchanging.
9840
9841 '``llvm.invariant.end``' Intrinsic
9842 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9843
9844 Syntax:
9845 """""""
9846
9847 ::
9848
9849       declare void @llvm.invariant.end({}* <start>, i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
9850
9851 Overview:
9852 """""""""
9853
9854 The '``llvm.invariant.end``' intrinsic specifies that the contents of a
9855 memory object are mutable.
9856
9857 Arguments:
9858 """"""""""
9859
9860 The first argument is the matching ``llvm.invariant.start`` intrinsic.
9861 The second argument is a constant integer representing the size of the
9862 object, or -1 if it is variable sized and the third argument is a
9863 pointer to the object.
9864
9865 Semantics:
9866 """"""""""
9867
9868 This intrinsic indicates that the memory is mutable again.
9869
9870 General Intrinsics
9871 ------------------
9872
9873 This class of intrinsics is designed to be generic and has no specific
9874 purpose.
9875
9876 '``llvm.var.annotation``' Intrinsic
9877 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9878
9879 Syntax:
9880 """""""
9881
9882 ::
9883
9884       declare void @llvm.var.annotation(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9885
9886 Overview:
9887 """""""""
9888
9889 The '``llvm.var.annotation``' intrinsic.
9890
9891 Arguments:
9892 """"""""""
9893
9894 The first argument is a pointer to a value, the second is a pointer to a
9895 global string, the third is a pointer to a global string which is the
9896 source file name, and the last argument is the line number.
9897
9898 Semantics:
9899 """"""""""
9900
9901 This intrinsic allows annotation of local variables with arbitrary
9902 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want
9903 to look for these annotations. These have no other defined use; they are
9904 ignored by code generation and optimization.
9905
9906 '``llvm.ptr.annotation.*``' Intrinsic
9907 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9908
9909 Syntax:
9910 """""""
9911
9912 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.ptr.annotation``' on a
9913 pointer to an integer of any width. *NOTE* you must specify an address space for
9914 the pointer. The identifier for the default address space is the integer
9915 '``0``'.
9916
9917 ::
9918
9919       declare i8*   @llvm.ptr.annotation.p<address space>i8(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9920       declare i16*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i16(i16* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9921       declare i32*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i32(i32* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9922       declare i64*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i64(i64* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9923       declare i256* @llvm.ptr.annotation.p<address space>i256(i256* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9924
9925 Overview:
9926 """""""""
9927
9928 The '``llvm.ptr.annotation``' intrinsic.
9929
9930 Arguments:
9931 """"""""""
9932
9933 The first argument is a pointer to an integer value of arbitrary bitwidth
9934 (result of some expression), the second is a pointer to a global string, the
9935 third is a pointer to a global string which is the source file name, and the
9936 last argument is the line number. It returns the value of the first argument.
9937
9938 Semantics:
9939 """"""""""
9940
9941 This intrinsic allows annotation of a pointer to an integer with arbitrary
9942 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want to look
9943 for these annotations. These have no other defined use; they are ignored by code
9944 generation and optimization.
9945
9946 '``llvm.annotation.*``' Intrinsic
9947 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9948
9949 Syntax:
9950 """""""
9951
9952 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.annotation``' on
9953 any integer bit width.
9954
9955 ::
9956
9957       declare i8 @llvm.annotation.i8(i8 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9958       declare i16 @llvm.annotation.i16(i16 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9959       declare i32 @llvm.annotation.i32(i32 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9960       declare i64 @llvm.annotation.i64(i64 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9961       declare i256 @llvm.annotation.i256(i256 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9962
9963 Overview:
9964 """""""""
9965
9966 The '``llvm.annotation``' intrinsic.
9967
9968 Arguments:
9969 """"""""""
9970
9971 The first argument is an integer value (result of some expression), the
9972 second is a pointer to a global string, the third is a pointer to a
9973 global string which is the source file name, and the last argument is
9974 the line number. It returns the value of the first argument.
9975
9976 Semantics:
9977 """"""""""
9978
9979 This intrinsic allows annotations to be put on arbitrary expressions
9980 with arbitrary strings. This can be useful for special purpose
9981 optimizations that want to look for these annotations. These have no
9982 other defined use; they are ignored by code generation and optimization.
9983
9984 '``llvm.trap``' Intrinsic
9985 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9986
9987 Syntax:
9988 """""""
9989
9990 ::
9991
9992       declare void @llvm.trap() noreturn nounwind
9993
9994 Overview:
9995 """""""""
9996
9997 The '``llvm.trap``' intrinsic.
9998
9999 Arguments:
10000 """"""""""
10001
10002 None.
10003
10004 Semantics:
10005 """"""""""
10006
10007 This intrinsic is lowered to the target dependent trap instruction. If
10008 the target does not have a trap instruction, this intrinsic will be
10009 lowered to a call of the ``abort()`` function.
10010
10011 '``llvm.debugtrap``' Intrinsic
10012 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10013
10014 Syntax:
10015 """""""
10016
10017 ::
10018
10019       declare void @llvm.debugtrap() nounwind
10020
10021 Overview:
10022 """""""""
10023
10024 The '``llvm.debugtrap``' intrinsic.
10025
10026 Arguments:
10027 """"""""""
10028
10029 None.
10030
10031 Semantics:
10032 """"""""""
10033
10034 This intrinsic is lowered to code which is intended to cause an
10035 execution trap with the intention of requesting the attention of a
10036 debugger.
10037
10038 '``llvm.stackprotector``' Intrinsic
10039 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10040
10041 Syntax:
10042 """""""
10043
10044 ::
10045
10046       declare void @llvm.stackprotector(i8* <guard>, i8** <slot>)
10047
10048 Overview:
10049 """""""""
10050
10051 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic takes the ``guard`` and stores it
10052 onto the stack at ``slot``. The stack slot is adjusted to ensure that it
10053 is placed on the stack before local variables.
10054
10055 Arguments:
10056 """"""""""
10057
10058 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic requires two pointer arguments.
10059 The first argument is the value loaded from the stack guard
10060 ``@__stack_chk_guard``. The second variable is an ``alloca`` that has
10061 enough space to hold the value of the guard.
10062
10063 Semantics:
10064 """"""""""
10065
10066 This intrinsic causes the prologue/epilogue inserter to force the position of
10067 the ``AllocaInst`` stack slot to be before local variables on the stack. This is
10068 to ensure that if a local variable on the stack is overwritten, it will destroy
10069 the value of the guard. When the function exits, the guard on the stack is
10070 checked against the original guard by ``llvm.stackprotectorcheck``. If they are
10071 different, then ``llvm.stackprotectorcheck`` causes the program to abort by
10072 calling the ``__stack_chk_fail()`` function.
10073
10074 '``llvm.stackprotectorcheck``' Intrinsic
10075 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10076
10077 Syntax:
10078 """""""
10079
10080 ::
10081
10082       declare void @llvm.stackprotectorcheck(i8** <guard>)
10083
10084 Overview:
10085 """""""""
10086
10087 The ``llvm.stackprotectorcheck`` intrinsic compares ``guard`` against an already
10088 created stack protector and if they are not equal calls the
10089 ``__stack_chk_fail()`` function.
10090
10091 Arguments:
10092 """"""""""
10093
10094 The ``llvm.stackprotectorcheck`` intrinsic requires one pointer argument, the
10095 the variable ``@__stack_chk_guard``.
10096
10097 Semantics:
10098 """"""""""
10099
10100 This intrinsic is provided to perform the stack protector check by comparing
10101 ``guard`` with the stack slot created by ``llvm.stackprotector`` and if the
10102 values do not match call the ``__stack_chk_fail()`` function.
10103
10104 The reason to provide this as an IR level intrinsic instead of implementing it
10105 via other IR operations is that in order to perform this operation at the IR
10106 level without an intrinsic, one would need to create additional basic blocks to
10107 handle the success/failure cases. This makes it difficult to stop the stack
10108 protector check from disrupting sibling tail calls in Codegen. With this
10109 intrinsic, we are able to generate the stack protector basic blocks late in
10110 codegen after the tail call decision has occurred.
10111
10112 '``llvm.objectsize``' Intrinsic
10113 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10114
10115 Syntax:
10116 """""""
10117
10118 ::
10119
10120       declare i32 @llvm.objectsize.i32(i8* <object>, i1 <min>)
10121       declare i64 @llvm.objectsize.i64(i8* <object>, i1 <min>)
10122
10123 Overview:
10124 """""""""
10125
10126 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is designed to provide information to
10127 the optimizers to determine at compile time whether a) an operation
10128 (like memcpy) will overflow a buffer that corresponds to an object, or
10129 b) that a runtime check for overflow isn't necessary. An object in this
10130 context means an allocation of a specific class, structure, array, or
10131 other object.
10132
10133 Arguments:
10134 """"""""""
10135
10136 The ``llvm.objectsize`` intrinsic takes two arguments. The first
10137 argument is a pointer to or into the ``object``. The second argument is
10138 a boolean and determines whether ``llvm.objectsize`` returns 0 (if true)
10139 or -1 (if false) when the object size is unknown. The second argument
10140 only accepts constants.
10141
10142 Semantics:
10143 """"""""""
10144
10145 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is lowered to a constant representing
10146 the size of the object concerned. If the size cannot be determined at
10147 compile time, ``llvm.objectsize`` returns ``i32/i64 -1 or 0`` (depending
10148 on the ``min`` argument).
10149
10150 '``llvm.expect``' Intrinsic
10151 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10152
10153 Syntax:
10154 """""""
10155
10156 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.expect`` on any
10157 integer bit width.
10158
10159 ::
10160
10161       declare i1 @llvm.expect.i1(i1 <val>, i1 <expected_val>)
10162       declare i32 @llvm.expect.i32(i32 <val>, i32 <expected_val>)
10163       declare i64 @llvm.expect.i64(i64 <val>, i64 <expected_val>)
10164
10165 Overview:
10166 """""""""
10167
10168 The ``llvm.expect`` intrinsic provides information about expected (the
10169 most probable) value of ``val``, which can be used by optimizers.
10170
10171 Arguments:
10172 """"""""""
10173
10174 The ``llvm.expect`` intrinsic takes two arguments. The first argument is
10175 a value. The second argument is an expected value, this needs to be a
10176 constant value, variables are not allowed.
10177
10178 Semantics:
10179 """"""""""
10180
10181 This intrinsic is lowered to the ``val``.
10182
10183 '``llvm.assume``' Intrinsic
10184 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10185
10186 Syntax:
10187 """""""
10188
10189 ::
10190
10191       declare void @llvm.assume(i1 %cond)
10192
10193 Overview:
10194 """""""""
10195
10196 The ``llvm.assume`` allows the optimizer to assume that the provided
10197 condition is true. This information can then be used in simplifying other parts
10198 of the code.
10199
10200 Arguments:
10201 """"""""""
10202
10203 The condition which the optimizer may assume is always true.
10204
10205 Semantics:
10206 """"""""""
10207
10208 The intrinsic allows the optimizer to assume that the provided condition is
10209 always true whenever the control flow reaches the intrinsic call. No code is
10210 generated for this intrinsic, and instructions that contribute only to the
10211 provided condition are not used for code generation. If the condition is
10212 violated during execution, the behavior is undefined.
10213
10214 Note that the optimizer might limit the transformations performed on values
10215 used by the ``llvm.assume`` intrinsic in order to preserve the instructions
10216 only used to form the intrinsic's input argument. This might prove undesirable
10217 if the extra information provided by the ``llvm.assume`` intrinsic does not cause
10218 sufficient overall improvement in code quality. For this reason,
10219 ``llvm.assume`` should not be used to document basic mathematical invariants
10220 that the optimizer can otherwise deduce or facts that are of little use to the
10221 optimizer.
10222
10223 .. _bitset.test:
10224
10225 '``llvm.bitset.test``' Intrinsic
10226 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10227
10228 Syntax:
10229 """""""
10230
10231 ::
10232
10233       declare i1 @llvm.bitset.test(i8* %ptr, metadata %bitset) nounwind readnone
10234
10235
10236 Arguments:
10237 """"""""""
10238
10239 The first argument is a pointer to be tested. The second argument is a
10240 metadata string containing the name of a :doc:`bitset <BitSets>`.
10241
10242 Overview:
10243 """""""""
10244
10245 The ``llvm.bitset.test`` intrinsic tests whether the given pointer is a
10246 member of the given bitset.
10247
10248 '``llvm.donothing``' Intrinsic
10249 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10250
10251 Syntax:
10252 """""""
10253
10254 ::
10255
10256       declare void @llvm.donothing() nounwind readnone
10257
10258 Overview:
10259 """""""""
10260
10261 The ``llvm.donothing`` intrinsic doesn't perform any operation. It's one of only
10262 two intrinsics (besides ``llvm.experimental.patchpoint``) that can be called
10263 with an invoke instruction.
10264
10265 Arguments:
10266 """"""""""
10267
10268 None.
10269
10270 Semantics:
10271 """"""""""
10272
10273 This intrinsic does nothing, and it's removed by optimizers and ignored
10274 by codegen.
10275
10276 Stack Map Intrinsics
10277 --------------------
10278
10279 LLVM provides experimental intrinsics to support runtime patching
10280 mechanisms commonly desired in dynamic language JITs. These intrinsics
10281 are described in :doc:`StackMaps`.