Metadata for annotating loops as parallel. The first consumer for this
[oota-llvm.git] / docs / LangRef.rst
1 ==============================
2 LLVM Language Reference Manual
3 ==============================
4
5 .. contents::
6    :local:
7    :depth: 3
8
9 Abstract
10 ========
11
12 This document is a reference manual for the LLVM assembly language. LLVM
13 is a Static Single Assignment (SSA) based representation that provides
14 type safety, low-level operations, flexibility, and the capability of
15 representing 'all' high-level languages cleanly. It is the common code
16 representation used throughout all phases of the LLVM compilation
17 strategy.
18
19 Introduction
20 ============
21
22 The LLVM code representation is designed to be used in three different
23 forms: as an in-memory compiler IR, as an on-disk bitcode representation
24 (suitable for fast loading by a Just-In-Time compiler), and as a human
25 readable assembly language representation. This allows LLVM to provide a
26 powerful intermediate representation for efficient compiler
27 transformations and analysis, while providing a natural means to debug
28 and visualize the transformations. The three different forms of LLVM are
29 all equivalent. This document describes the human readable
30 representation and notation.
31
32 The LLVM representation aims to be light-weight and low-level while
33 being expressive, typed, and extensible at the same time. It aims to be
34 a "universal IR" of sorts, by being at a low enough level that
35 high-level ideas may be cleanly mapped to it (similar to how
36 microprocessors are "universal IR's", allowing many source languages to
37 be mapped to them). By providing type information, LLVM can be used as
38 the target of optimizations: for example, through pointer analysis, it
39 can be proven that a C automatic variable is never accessed outside of
40 the current function, allowing it to be promoted to a simple SSA value
41 instead of a memory location.
42
43 .. _wellformed:
44
45 Well-Formedness
46 ---------------
47
48 It is important to note that this document describes 'well formed' LLVM
49 assembly language. There is a difference between what the parser accepts
50 and what is considered 'well formed'. For example, the following
51 instruction is syntactically okay, but not well formed:
52
53 .. code-block:: llvm
54
55     %x = add i32 1, %x
56
57 because the definition of ``%x`` does not dominate all of its uses. The
58 LLVM infrastructure provides a verification pass that may be used to
59 verify that an LLVM module is well formed. This pass is automatically
60 run by the parser after parsing input assembly and by the optimizer
61 before it outputs bitcode. The violations pointed out by the verifier
62 pass indicate bugs in transformation passes or input to the parser.
63
64 .. _identifiers:
65
66 Identifiers
67 ===========
68
69 LLVM identifiers come in two basic types: global and local. Global
70 identifiers (functions, global variables) begin with the ``'@'``
71 character. Local identifiers (register names, types) begin with the
72 ``'%'`` character. Additionally, there are three different formats for
73 identifiers, for different purposes:
74
75 #. Named values are represented as a string of characters with their
76    prefix. For example, ``%foo``, ``@DivisionByZero``,
77    ``%a.really.long.identifier``. The actual regular expression used is
78    '``[%@][a-zA-Z$._][a-zA-Z$._0-9]*``'. Identifiers which require other
79    characters in their names can be surrounded with quotes. Special
80    characters may be escaped using ``"\xx"`` where ``xx`` is the ASCII
81    code for the character in hexadecimal. In this way, any character can
82    be used in a name value, even quotes themselves.
83 #. Unnamed values are represented as an unsigned numeric value with
84    their prefix. For example, ``%12``, ``@2``, ``%44``.
85 #. Constants, which are described in the section  Constants_ below.
86
87 LLVM requires that values start with a prefix for two reasons: Compilers
88 don't need to worry about name clashes with reserved words, and the set
89 of reserved words may be expanded in the future without penalty.
90 Additionally, unnamed identifiers allow a compiler to quickly come up
91 with a temporary variable without having to avoid symbol table
92 conflicts.
93
94 Reserved words in LLVM are very similar to reserved words in other
95 languages. There are keywords for different opcodes ('``add``',
96 '``bitcast``', '``ret``', etc...), for primitive type names ('``void``',
97 '``i32``', etc...), and others. These reserved words cannot conflict
98 with variable names, because none of them start with a prefix character
99 (``'%'`` or ``'@'``).
100
101 Here is an example of LLVM code to multiply the integer variable
102 '``%X``' by 8:
103
104 The easy way:
105
106 .. code-block:: llvm
107
108     %result = mul i32 %X, 8
109
110 After strength reduction:
111
112 .. code-block:: llvm
113
114     %result = shl i32 %X, 3
115
116 And the hard way:
117
118 .. code-block:: llvm
119
120     %0 = add i32 %X, %X           ; yields {i32}:%0
121     %1 = add i32 %0, %0           ; yields {i32}:%1
122     %result = add i32 %1, %1
123
124 This last way of multiplying ``%X`` by 8 illustrates several important
125 lexical features of LLVM:
126
127 #. Comments are delimited with a '``;``' and go until the end of line.
128 #. Unnamed temporaries are created when the result of a computation is
129    not assigned to a named value.
130 #. Unnamed temporaries are numbered sequentially
131
132 It also shows a convention that we follow in this document. When
133 demonstrating instructions, we will follow an instruction with a comment
134 that defines the type and name of value produced.
135
136 High Level Structure
137 ====================
138
139 Module Structure
140 ----------------
141
142 LLVM programs are composed of ``Module``'s, each of which is a
143 translation unit of the input programs. Each module consists of
144 functions, global variables, and symbol table entries. Modules may be
145 combined together with the LLVM linker, which merges function (and
146 global variable) definitions, resolves forward declarations, and merges
147 symbol table entries. Here is an example of the "hello world" module:
148
149 .. code-block:: llvm
150
151     ; Declare the string constant as a global constant. 
152     @.str = private unnamed_addr constant [13 x i8] c"hello world\0A\00" 
153
154     ; External declaration of the puts function 
155     declare i32 @puts(i8* nocapture) nounwind 
156
157     ; Definition of main function
158     define i32 @main() {   ; i32()*  
159       ; Convert [13 x i8]* to i8  *... 
160       %cast210 = getelementptr [13 x i8]* @.str, i64 0, i64 0
161
162       ; Call puts function to write out the string to stdout. 
163       call i32 @puts(i8* %cast210)
164       ret i32 0 
165     }
166
167     ; Named metadata
168     !1 = metadata !{i32 42}
169     !foo = !{!1, null}
170
171 This example is made up of a :ref:`global variable <globalvars>` named
172 "``.str``", an external declaration of the "``puts``" function, a
173 :ref:`function definition <functionstructure>` for "``main``" and
174 :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` "``foo``".
175
176 In general, a module is made up of a list of global values (where both
177 functions and global variables are global values). Global values are
178 represented by a pointer to a memory location (in this case, a pointer
179 to an array of char, and a pointer to a function), and have one of the
180 following :ref:`linkage types <linkage>`.
181
182 .. _linkage:
183
184 Linkage Types
185 -------------
186
187 All Global Variables and Functions have one of the following types of
188 linkage:
189
190 ``private``
191     Global values with "``private``" linkage are only directly
192     accessible by objects in the current module. In particular, linking
193     code into a module with an private global value may cause the
194     private to be renamed as necessary to avoid collisions. Because the
195     symbol is private to the module, all references can be updated. This
196     doesn't show up in any symbol table in the object file.
197 ``linker_private``
198     Similar to ``private``, but the symbol is passed through the
199     assembler and evaluated by the linker. Unlike normal strong symbols,
200     they are removed by the linker from the final linked image
201     (executable or dynamic library).
202 ``linker_private_weak``
203     Similar to "``linker_private``", but the symbol is weak. Note that
204     ``linker_private_weak`` symbols are subject to coalescing by the
205     linker. The symbols are removed by the linker from the final linked
206     image (executable or dynamic library).
207 ``internal``
208     Similar to private, but the value shows as a local symbol
209     (``STB_LOCAL`` in the case of ELF) in the object file. This
210     corresponds to the notion of the '``static``' keyword in C.
211 ``available_externally``
212     Globals with "``available_externally``" linkage are never emitted
213     into the object file corresponding to the LLVM module. They exist to
214     allow inlining and other optimizations to take place given knowledge
215     of the definition of the global, which is known to be somewhere
216     outside the module. Globals with ``available_externally`` linkage
217     are allowed to be discarded at will, and are otherwise the same as
218     ``linkonce_odr``. This linkage type is only allowed on definitions,
219     not declarations.
220 ``linkonce``
221     Globals with "``linkonce``" linkage are merged with other globals of
222     the same name when linkage occurs. This can be used to implement
223     some forms of inline functions, templates, or other code which must
224     be generated in each translation unit that uses it, but where the
225     body may be overridden with a more definitive definition later.
226     Unreferenced ``linkonce`` globals are allowed to be discarded. Note
227     that ``linkonce`` linkage does not actually allow the optimizer to
228     inline the body of this function into callers because it doesn't
229     know if this definition of the function is the definitive definition
230     within the program or whether it will be overridden by a stronger
231     definition. To enable inlining and other optimizations, use
232     "``linkonce_odr``" linkage.
233 ``weak``
234     "``weak``" linkage has the same merging semantics as ``linkonce``
235     linkage, except that unreferenced globals with ``weak`` linkage may
236     not be discarded. This is used for globals that are declared "weak"
237     in C source code.
238 ``common``
239     "``common``" linkage is most similar to "``weak``" linkage, but they
240     are used for tentative definitions in C, such as "``int X;``" at
241     global scope. Symbols with "``common``" linkage are merged in the
242     same way as ``weak symbols``, and they may not be deleted if
243     unreferenced. ``common`` symbols may not have an explicit section,
244     must have a zero initializer, and may not be marked
245     ':ref:`constant <globalvars>`'. Functions and aliases may not have
246     common linkage.
247
248 .. _linkage_appending:
249
250 ``appending``
251     "``appending``" linkage may only be applied to global variables of
252     pointer to array type. When two global variables with appending
253     linkage are linked together, the two global arrays are appended
254     together. This is the LLVM, typesafe, equivalent of having the
255     system linker append together "sections" with identical names when
256     .o files are linked.
257 ``extern_weak``
258     The semantics of this linkage follow the ELF object file model: the
259     symbol is weak until linked, if not linked, the symbol becomes null
260     instead of being an undefined reference.
261 ``linkonce_odr``, ``weak_odr``
262     Some languages allow differing globals to be merged, such as two
263     functions with different semantics. Other languages, such as
264     ``C++``, ensure that only equivalent globals are ever merged (the
265     "one definition rule" --- "ODR").  Such languages can use the
266     ``linkonce_odr`` and ``weak_odr`` linkage types to indicate that the
267     global will only be merged with equivalent globals. These linkage
268     types are otherwise the same as their non-``odr`` versions.
269 ``linkonce_odr_auto_hide``
270     Similar to "``linkonce_odr``", but nothing in the translation unit
271     takes the address of this definition. For instance, functions that
272     had an inline definition, but the compiler decided not to inline it.
273     ``linkonce_odr_auto_hide`` may have only ``default`` visibility. The
274     symbols are removed by the linker from the final linked image
275     (executable or dynamic library).
276 ``external``
277     If none of the above identifiers are used, the global is externally
278     visible, meaning that it participates in linkage and can be used to
279     resolve external symbol references.
280
281 The next two types of linkage are targeted for Microsoft Windows
282 platform only. They are designed to support importing (exporting)
283 symbols from (to) DLLs (Dynamic Link Libraries).
284
285 ``dllimport``
286     "``dllimport``" linkage causes the compiler to reference a function
287     or variable via a global pointer to a pointer that is set up by the
288     DLL exporting the symbol. On Microsoft Windows targets, the pointer
289     name is formed by combining ``__imp_`` and the function or variable
290     name.
291 ``dllexport``
292     "``dllexport``" linkage causes the compiler to provide a global
293     pointer to a pointer in a DLL, so that it can be referenced with the
294     ``dllimport`` attribute. On Microsoft Windows targets, the pointer
295     name is formed by combining ``__imp_`` and the function or variable
296     name.
297
298 For example, since the "``.LC0``" variable is defined to be internal, if
299 another module defined a "``.LC0``" variable and was linked with this
300 one, one of the two would be renamed, preventing a collision. Since
301 "``main``" and "``puts``" are external (i.e., lacking any linkage
302 declarations), they are accessible outside of the current module.
303
304 It is illegal for a function *declaration* to have any linkage type
305 other than ``external``, ``dllimport`` or ``extern_weak``.
306
307 Aliases can have only ``external``, ``internal``, ``weak`` or
308 ``weak_odr`` linkages.
309
310 .. _callingconv:
311
312 Calling Conventions
313 -------------------
314
315 LLVM :ref:`functions <functionstructure>`, :ref:`calls <i_call>` and
316 :ref:`invokes <i_invoke>` can all have an optional calling convention
317 specified for the call. The calling convention of any pair of dynamic
318 caller/callee must match, or the behavior of the program is undefined.
319 The following calling conventions are supported by LLVM, and more may be
320 added in the future:
321
322 "``ccc``" - The C calling convention
323     This calling convention (the default if no other calling convention
324     is specified) matches the target C calling conventions. This calling
325     convention supports varargs function calls and tolerates some
326     mismatch in the declared prototype and implemented declaration of
327     the function (as does normal C).
328 "``fastcc``" - The fast calling convention
329     This calling convention attempts to make calls as fast as possible
330     (e.g. by passing things in registers). This calling convention
331     allows the target to use whatever tricks it wants to produce fast
332     code for the target, without having to conform to an externally
333     specified ABI (Application Binary Interface). `Tail calls can only
334     be optimized when this, the GHC or the HiPE convention is
335     used. <CodeGenerator.html#id80>`_ This calling convention does not
336     support varargs and requires the prototype of all callees to exactly
337     match the prototype of the function definition.
338 "``coldcc``" - The cold calling convention
339     This calling convention attempts to make code in the caller as
340     efficient as possible under the assumption that the call is not
341     commonly executed. As such, these calls often preserve all registers
342     so that the call does not break any live ranges in the caller side.
343     This calling convention does not support varargs and requires the
344     prototype of all callees to exactly match the prototype of the
345     function definition.
346 "``cc 10``" - GHC convention
347     This calling convention has been implemented specifically for use by
348     the `Glasgow Haskell Compiler (GHC) <http://www.haskell.org/ghc>`_.
349     It passes everything in registers, going to extremes to achieve this
350     by disabling callee save registers. This calling convention should
351     not be used lightly but only for specific situations such as an
352     alternative to the *register pinning* performance technique often
353     used when implementing functional programming languages. At the
354     moment only X86 supports this convention and it has the following
355     limitations:
356
357     -  On *X86-32* only supports up to 4 bit type parameters. No
358        floating point types are supported.
359     -  On *X86-64* only supports up to 10 bit type parameters and 6
360        floating point parameters.
361
362     This calling convention supports `tail call
363     optimization <CodeGenerator.html#id80>`_ but requires both the
364     caller and callee are using it.
365 "``cc 11``" - The HiPE calling convention
366     This calling convention has been implemented specifically for use by
367     the `High-Performance Erlang
368     (HiPE) <http://www.it.uu.se/research/group/hipe/>`_ compiler, *the*
369     native code compiler of the `Ericsson's Open Source Erlang/OTP
370     system <http://www.erlang.org/download.shtml>`_. It uses more
371     registers for argument passing than the ordinary C calling
372     convention and defines no callee-saved registers. The calling
373     convention properly supports `tail call
374     optimization <CodeGenerator.html#id80>`_ but requires that both the
375     caller and the callee use it. It uses a *register pinning*
376     mechanism, similar to GHC's convention, for keeping frequently
377     accessed runtime components pinned to specific hardware registers.
378     At the moment only X86 supports this convention (both 32 and 64
379     bit).
380 "``cc <n>``" - Numbered convention
381     Any calling convention may be specified by number, allowing
382     target-specific calling conventions to be used. Target specific
383     calling conventions start at 64.
384
385 More calling conventions can be added/defined on an as-needed basis, to
386 support Pascal conventions or any other well-known target-independent
387 convention.
388
389 Visibility Styles
390 -----------------
391
392 All Global Variables and Functions have one of the following visibility
393 styles:
394
395 "``default``" - Default style
396     On targets that use the ELF object file format, default visibility
397     means that the declaration is visible to other modules and, in
398     shared libraries, means that the declared entity may be overridden.
399     On Darwin, default visibility means that the declaration is visible
400     to other modules. Default visibility corresponds to "external
401     linkage" in the language.
402 "``hidden``" - Hidden style
403     Two declarations of an object with hidden visibility refer to the
404     same object if they are in the same shared object. Usually, hidden
405     visibility indicates that the symbol will not be placed into the
406     dynamic symbol table, so no other module (executable or shared
407     library) can reference it directly.
408 "``protected``" - Protected style
409     On ELF, protected visibility indicates that the symbol will be
410     placed in the dynamic symbol table, but that references within the
411     defining module will bind to the local symbol. That is, the symbol
412     cannot be overridden by another module.
413
414 Named Types
415 -----------
416
417 LLVM IR allows you to specify name aliases for certain types. This can
418 make it easier to read the IR and make the IR more condensed
419 (particularly when recursive types are involved). An example of a name
420 specification is:
421
422 .. code-block:: llvm
423
424     %mytype = type { %mytype*, i32 }
425
426 You may give a name to any :ref:`type <typesystem>` except
427 ":ref:`void <t_void>`". Type name aliases may be used anywhere a type is
428 expected with the syntax "%mytype".
429
430 Note that type names are aliases for the structural type that they
431 indicate, and that you can therefore specify multiple names for the same
432 type. This often leads to confusing behavior when dumping out a .ll
433 file. Since LLVM IR uses structural typing, the name is not part of the
434 type. When printing out LLVM IR, the printer will pick *one name* to
435 render all types of a particular shape. This means that if you have code
436 where two different source types end up having the same LLVM type, that
437 the dumper will sometimes print the "wrong" or unexpected type. This is
438 an important design point and isn't going to change.
439
440 .. _globalvars:
441
442 Global Variables
443 ----------------
444
445 Global variables define regions of memory allocated at compilation time
446 instead of run-time. Global variables may optionally be initialized, may
447 have an explicit section to be placed in, and may have an optional
448 explicit alignment specified.
449
450 A variable may be defined as ``thread_local``, which means that it will
451 not be shared by threads (each thread will have a separated copy of the
452 variable). Not all targets support thread-local variables. Optionally, a
453 TLS model may be specified:
454
455 ``localdynamic``
456     For variables that are only used within the current shared library.
457 ``initialexec``
458     For variables in modules that will not be loaded dynamically.
459 ``localexec``
460     For variables defined in the executable and only used within it.
461
462 The models correspond to the ELF TLS models; see `ELF Handling For
463 Thread-Local Storage <http://people.redhat.com/drepper/tls.pdf>`_ for
464 more information on under which circumstances the different models may
465 be used. The target may choose a different TLS model if the specified
466 model is not supported, or if a better choice of model can be made.
467
468 A variable may be defined as a global ``constant``, which indicates that
469 the contents of the variable will **never** be modified (enabling better
470 optimization, allowing the global data to be placed in the read-only
471 section of an executable, etc). Note that variables that need runtime
472 initialization cannot be marked ``constant`` as there is a store to the
473 variable.
474
475 LLVM explicitly allows *declarations* of global variables to be marked
476 constant, even if the final definition of the global is not. This
477 capability can be used to enable slightly better optimization of the
478 program, but requires the language definition to guarantee that
479 optimizations based on the 'constantness' are valid for the translation
480 units that do not include the definition.
481
482 As SSA values, global variables define pointer values that are in scope
483 (i.e. they dominate) all basic blocks in the program. Global variables
484 always define a pointer to their "content" type because they describe a
485 region of memory, and all memory objects in LLVM are accessed through
486 pointers.
487
488 Global variables can be marked with ``unnamed_addr`` which indicates
489 that the address is not significant, only the content. Constants marked
490 like this can be merged with other constants if they have the same
491 initializer. Note that a constant with significant address *can* be
492 merged with a ``unnamed_addr`` constant, the result being a constant
493 whose address is significant.
494
495 A global variable may be declared to reside in a target-specific
496 numbered address space. For targets that support them, address spaces
497 may affect how optimizations are performed and/or what target
498 instructions are used to access the variable. The default address space
499 is zero. The address space qualifier must precede any other attributes.
500
501 LLVM allows an explicit section to be specified for globals. If the
502 target supports it, it will emit globals to the section specified.
503
504 By default, global initializers are optimized by assuming that global
505 variables defined within the module are not modified from their
506 initial values before the start of the global initializer.  This is
507 true even for variables potentially accessible from outside the
508 module, including those with external linkage or appearing in
509 ``@llvm.used``. This assumption may be suppressed by marking the
510 variable with ``externally_initialized``.
511
512 An explicit alignment may be specified for a global, which must be a
513 power of 2. If not present, or if the alignment is set to zero, the
514 alignment of the global is set by the target to whatever it feels
515 convenient. If an explicit alignment is specified, the global is forced
516 to have exactly that alignment. Targets and optimizers are not allowed
517 to over-align the global if the global has an assigned section. In this
518 case, the extra alignment could be observable: for example, code could
519 assume that the globals are densely packed in their section and try to
520 iterate over them as an array, alignment padding would break this
521 iteration.
522
523 For example, the following defines a global in a numbered address space
524 with an initializer, section, and alignment:
525
526 .. code-block:: llvm
527
528     @G = addrspace(5) constant float 1.0, section "foo", align 4
529
530 The following example defines a thread-local global with the
531 ``initialexec`` TLS model:
532
533 .. code-block:: llvm
534
535     @G = thread_local(initialexec) global i32 0, align 4
536
537 .. _functionstructure:
538
539 Functions
540 ---------
541
542 LLVM function definitions consist of the "``define``" keyword, an
543 optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional :ref:`visibility
544 style <visibility>`, an optional :ref:`calling convention <callingconv>`,
545 an optional ``unnamed_addr`` attribute, a return type, an optional
546 :ref:`parameter attribute <paramattrs>` for the return type, a function
547 name, a (possibly empty) argument list (each with optional :ref:`parameter
548 attributes <paramattrs>`), optional :ref:`function attributes <fnattrs>`,
549 an optional section, an optional alignment, an optional :ref:`garbage
550 collector name <gc>`, an opening curly brace, a list of basic blocks,
551 and a closing curly brace.
552
553 LLVM function declarations consist of the "``declare``" keyword, an
554 optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional :ref:`visibility
555 style <visibility>`, an optional :ref:`calling convention <callingconv>`,
556 an optional ``unnamed_addr`` attribute, a return type, an optional
557 :ref:`parameter attribute <paramattrs>` for the return type, a function
558 name, a possibly empty list of arguments, an optional alignment, and an
559 optional :ref:`garbage collector name <gc>`.
560
561 A function definition contains a list of basic blocks, forming the CFG
562 (Control Flow Graph) for the function. Each basic block may optionally
563 start with a label (giving the basic block a symbol table entry),
564 contains a list of instructions, and ends with a
565 :ref:`terminator <terminators>` instruction (such as a branch or function
566 return).
567
568 The first basic block in a function is special in two ways: it is
569 immediately executed on entrance to the function, and it is not allowed
570 to have predecessor basic blocks (i.e. there can not be any branches to
571 the entry block of a function). Because the block can have no
572 predecessors, it also cannot have any :ref:`PHI nodes <i_phi>`.
573
574 LLVM allows an explicit section to be specified for functions. If the
575 target supports it, it will emit functions to the section specified.
576
577 An explicit alignment may be specified for a function. If not present,
578 or if the alignment is set to zero, the alignment of the function is set
579 by the target to whatever it feels convenient. If an explicit alignment
580 is specified, the function is forced to have at least that much
581 alignment. All alignments must be a power of 2.
582
583 If the ``unnamed_addr`` attribute is given, the address is know to not
584 be significant and two identical functions can be merged.
585
586 Syntax::
587
588     define [linkage] [visibility]
589            [cconv] [ret attrs]
590            <ResultType> @<FunctionName> ([argument list])
591            [fn Attrs] [section "name"] [align N]
592            [gc] { ... }
593
594 Aliases
595 -------
596
597 Aliases act as "second name" for the aliasee value (which can be either
598 function, global variable, another alias or bitcast of global value).
599 Aliases may have an optional :ref:`linkage type <linkage>`, and an optional
600 :ref:`visibility style <visibility>`.
601
602 Syntax::
603
604     @<Name> = alias [Linkage] [Visibility] <AliaseeTy> @<Aliasee>
605
606 .. _namedmetadatastructure:
607
608 Named Metadata
609 --------------
610
611 Named metadata is a collection of metadata. :ref:`Metadata
612 nodes <metadata>` (but not metadata strings) are the only valid
613 operands for a named metadata.
614
615 Syntax::
616
617     ; Some unnamed metadata nodes, which are referenced by the named metadata.
618     !0 = metadata !{metadata !"zero"}
619     !1 = metadata !{metadata !"one"}
620     !2 = metadata !{metadata !"two"}
621     ; A named metadata.
622     !name = !{!0, !1, !2}
623
624 .. _paramattrs:
625
626 Parameter Attributes
627 --------------------
628
629 The return type and each parameter of a function type may have a set of
630 *parameter attributes* associated with them. Parameter attributes are
631 used to communicate additional information about the result or
632 parameters of a function. Parameter attributes are considered to be part
633 of the function, not of the function type, so functions with different
634 parameter attributes can have the same function type.
635
636 Parameter attributes are simple keywords that follow the type specified.
637 If multiple parameter attributes are needed, they are space separated.
638 For example:
639
640 .. code-block:: llvm
641
642     declare i32 @printf(i8* noalias nocapture, ...)
643     declare i32 @atoi(i8 zeroext)
644     declare signext i8 @returns_signed_char()
645
646 Note that any attributes for the function result (``nounwind``,
647 ``readonly``) come immediately after the argument list.
648
649 Currently, only the following parameter attributes are defined:
650
651 ``zeroext``
652     This indicates to the code generator that the parameter or return
653     value should be zero-extended to the extent required by the target's
654     ABI (which is usually 32-bits, but is 8-bits for a i1 on x86-64) by
655     the caller (for a parameter) or the callee (for a return value).
656 ``signext``
657     This indicates to the code generator that the parameter or return
658     value should be sign-extended to the extent required by the target's
659     ABI (which is usually 32-bits) by the caller (for a parameter) or
660     the callee (for a return value).
661 ``inreg``
662     This indicates that this parameter or return value should be treated
663     in a special target-dependent fashion during while emitting code for
664     a function call or return (usually, by putting it in a register as
665     opposed to memory, though some targets use it to distinguish between
666     two different kinds of registers). Use of this attribute is
667     target-specific.
668 ``byval``
669     This indicates that the pointer parameter should really be passed by
670     value to the function. The attribute implies that a hidden copy of
671     the pointee is made between the caller and the callee, so the callee
672     is unable to modify the value in the caller. This attribute is only
673     valid on LLVM pointer arguments. It is generally used to pass
674     structs and arrays by value, but is also valid on pointers to
675     scalars. The copy is considered to belong to the caller not the
676     callee (for example, ``readonly`` functions should not write to
677     ``byval`` parameters). This is not a valid attribute for return
678     values.
679
680     The byval attribute also supports specifying an alignment with the
681     align attribute. It indicates the alignment of the stack slot to
682     form and the known alignment of the pointer specified to the call
683     site. If the alignment is not specified, then the code generator
684     makes a target-specific assumption.
685
686 ``sret``
687     This indicates that the pointer parameter specifies the address of a
688     structure that is the return value of the function in the source
689     program. This pointer must be guaranteed by the caller to be valid:
690     loads and stores to the structure may be assumed by the callee
691     not to trap and to be properly aligned. This may only be applied to
692     the first parameter. This is not a valid attribute for return
693     values.
694 ``noalias``
695     This indicates that pointer values `*based* <pointeraliasing>` on
696     the argument or return value do not alias pointer values which are
697     not *based* on it, ignoring certain "irrelevant" dependencies. For a
698     call to the parent function, dependencies between memory references
699     from before or after the call and from those during the call are
700     "irrelevant" to the ``noalias`` keyword for the arguments and return
701     value used in that call. The caller shares the responsibility with
702     the callee for ensuring that these requirements are met. For further
703     details, please see the discussion of the NoAlias response in `alias
704     analysis <AliasAnalysis.html#MustMayNo>`_.
705
706     Note that this definition of ``noalias`` is intentionally similar
707     to the definition of ``restrict`` in C99 for function arguments,
708     though it is slightly weaker.
709
710     For function return values, C99's ``restrict`` is not meaningful,
711     while LLVM's ``noalias`` is.
712 ``nocapture``
713     This indicates that the callee does not make any copies of the
714     pointer that outlive the callee itself. This is not a valid
715     attribute for return values.
716
717 .. _nest:
718
719 ``nest``
720     This indicates that the pointer parameter can be excised using the
721     :ref:`trampoline intrinsics <int_trampoline>`. This is not a valid
722     attribute for return values.
723
724 .. _gc:
725
726 Garbage Collector Names
727 -----------------------
728
729 Each function may specify a garbage collector name, which is simply a
730 string:
731
732 .. code-block:: llvm
733
734     define void @f() gc "name" { ... }
735
736 The compiler declares the supported values of *name*. Specifying a
737 collector which will cause the compiler to alter its output in order to
738 support the named garbage collection algorithm.
739
740 .. _attrgrp:
741
742 Attribute Groups
743 ----------------
744
745 Attribute groups are groups of attributes that are referenced by objects within
746 the IR. They are important for keeping ``.ll`` files readable, because a lot of
747 functions will use the same set of attributes. In the degenerative case of a
748 ``.ll`` file that corresponds to a single ``.c`` file, the single attribute
749 group will capture the important command line flags used to build that file.
750
751 An attribute group is a module-level object. To use an attribute group, an
752 object references the attribute group's ID (e.g. ``#37``). An object may refer
753 to more than one attribute group. In that situation, the attributes from the
754 different groups are merged.
755
756 Here is an example of attribute groups for a function that should always be
757 inlined, has a stack alignment of 4, and which shouldn't use SSE instructions:
758
759 .. code-block:: llvm
760
761    ; Target-independent attributes:
762    #0 = attributes { alwaysinline alignstack=4 }
763
764    ; Target-dependent attributes:
765    #1 = attributes { "no-sse" }
766
767    ; Function @f has attributes: alwaysinline, alignstack=4, and "no-sse".
768    define void @f() #0 #1 { ... }
769
770 .. _fnattrs:
771
772 Function Attributes
773 -------------------
774
775 Function attributes are set to communicate additional information about
776 a function. Function attributes are considered to be part of the
777 function, not of the function type, so functions with different function
778 attributes can have the same function type.
779
780 Function attributes are simple keywords that follow the type specified.
781 If multiple attributes are needed, they are space separated. For
782 example:
783
784 .. code-block:: llvm
785
786     define void @f() noinline { ... }
787     define void @f() alwaysinline { ... }
788     define void @f() alwaysinline optsize { ... }
789     define void @f() optsize { ... }
790
791 ``address_safety``
792     This attribute indicates that the address safety analysis is enabled
793     for this function.
794 ``alignstack(<n>)``
795     This attribute indicates that, when emitting the prologue and
796     epilogue, the backend should forcibly align the stack pointer.
797     Specify the desired alignment, which must be a power of two, in
798     parentheses.
799 ``alwaysinline``
800     This attribute indicates that the inliner should attempt to inline
801     this function into callers whenever possible, ignoring any active
802     inlining size threshold for this caller.
803 ``nonlazybind``
804     This attribute suppresses lazy symbol binding for the function. This
805     may make calls to the function faster, at the cost of extra program
806     startup time if the function is not called during program startup.
807 ``inlinehint``
808     This attribute indicates that the source code contained a hint that
809     inlining this function is desirable (such as the "inline" keyword in
810     C/C++). It is just a hint; it imposes no requirements on the
811     inliner.
812 ``naked``
813     This attribute disables prologue / epilogue emission for the
814     function. This can have very system-specific consequences.
815 ``noduplicate``
816     This attribute indicates that calls to the function cannot be
817     duplicated. A call to a ``noduplicate`` function may be moved
818     within its parent function, but may not be duplicated within
819     its parent function.
820
821     A function containing a ``noduplicate`` call may still
822     be an inlining candidate, provided that the call is not
823     duplicated by inlining. That implies that the function has
824     internal linkage and only has one call site, so the original
825     call is dead after inlining.
826 ``noimplicitfloat``
827     This attributes disables implicit floating point instructions.
828 ``noinline``
829     This attribute indicates that the inliner should never inline this
830     function in any situation. This attribute may not be used together
831     with the ``alwaysinline`` attribute.
832 ``noredzone``
833     This attribute indicates that the code generator should not use a
834     red zone, even if the target-specific ABI normally permits it.
835 ``noreturn``
836     This function attribute indicates that the function never returns
837     normally. This produces undefined behavior at runtime if the
838     function ever does dynamically return.
839 ``nounwind``
840     This function attribute indicates that the function never returns
841     with an unwind or exceptional control flow. If the function does
842     unwind, its runtime behavior is undefined.
843 ``optsize``
844     This attribute suggests that optimization passes and code generator
845     passes make choices that keep the code size of this function low,
846     and otherwise do optimizations specifically to reduce code size.
847 ``readnone``
848     This attribute indicates that the function computes its result (or
849     decides to unwind an exception) based strictly on its arguments,
850     without dereferencing any pointer arguments or otherwise accessing
851     any mutable state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
852     caller functions. It does not write through any pointer arguments
853     (including ``byval`` arguments) and never changes any state visible
854     to callers. This means that it cannot unwind exceptions by calling
855     the ``C++`` exception throwing methods.
856 ``readonly``
857     This attribute indicates that the function does not write through
858     any pointer arguments (including ``byval`` arguments) or otherwise
859     modify any state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
860     caller functions. It may dereference pointer arguments and read
861     state that may be set in the caller. A readonly function always
862     returns the same value (or unwinds an exception identically) when
863     called with the same set of arguments and global state. It cannot
864     unwind an exception by calling the ``C++`` exception throwing
865     methods.
866 ``returns_twice``
867     This attribute indicates that this function can return twice. The C
868     ``setjmp`` is an example of such a function. The compiler disables
869     some optimizations (like tail calls) in the caller of these
870     functions.
871 ``ssp``
872     This attribute indicates that the function should emit a stack
873     smashing protector. It is in the form of a "canary" --- a random value
874     placed on the stack before the local variables that's checked upon
875     return from the function to see if it has been overwritten. A
876     heuristic is used to determine if a function needs stack protectors
877     or not. The heuristic used will enable protectors for functions with:
878
879     - Character arrays larger than ``ssp-buffer-size`` (default 8).
880     - Aggregates containing character arrays larger than ``ssp-buffer-size``.
881     - Calls to alloca() with variable sizes or constant sizes greater than
882       ``ssp-buffer-size``.
883
884     If a function that has an ``ssp`` attribute is inlined into a
885     function that doesn't have an ``ssp`` attribute, then the resulting
886     function will have an ``ssp`` attribute.
887 ``sspreq``
888     This attribute indicates that the function should *always* emit a
889     stack smashing protector. This overrides the ``ssp`` function
890     attribute.
891
892     If a function that has an ``sspreq`` attribute is inlined into a
893     function that doesn't have an ``sspreq`` attribute or which has an
894     ``ssp`` or ``sspstrong`` attribute, then the resulting function will have
895     an ``sspreq`` attribute.
896 ``sspstrong``
897     This attribute indicates that the function should emit a stack smashing
898     protector. This attribute causes a strong heuristic to be used when
899     determining if a function needs stack protectors.  The strong heuristic
900     will enable protectors for functions with:
901
902     - Arrays of any size and type
903     - Aggregates containing an array of any size and type.
904     - Calls to alloca().
905     - Local variables that have had their address taken.
906
907     This overrides the ``ssp`` function attribute.
908
909     If a function that has an ``sspstrong`` attribute is inlined into a
910     function that doesn't have an ``sspstrong`` attribute, then the
911     resulting function will have an ``sspstrong`` attribute.
912 ``thread_safety``
913     This attribute indicates that the thread safety analysis is enabled
914     for this function.
915 ``uninitialized_checks``
916     This attribute indicates that the checks for uses of uninitialized
917     memory are enabled.
918 ``uwtable``
919     This attribute indicates that the ABI being targeted requires that
920     an unwind table entry be produce for this function even if we can
921     show that no exceptions passes by it. This is normally the case for
922     the ELF x86-64 abi, but it can be disabled for some compilation
923     units.
924
925 .. _moduleasm:
926
927 Module-Level Inline Assembly
928 ----------------------------
929
930 Modules may contain "module-level inline asm" blocks, which corresponds
931 to the GCC "file scope inline asm" blocks. These blocks are internally
932 concatenated by LLVM and treated as a single unit, but may be separated
933 in the ``.ll`` file if desired. The syntax is very simple:
934
935 .. code-block:: llvm
936
937     module asm "inline asm code goes here"
938     module asm "more can go here"
939
940 The strings can contain any character by escaping non-printable
941 characters. The escape sequence used is simply "\\xx" where "xx" is the
942 two digit hex code for the number.
943
944 The inline asm code is simply printed to the machine code .s file when
945 assembly code is generated.
946
947 Data Layout
948 -----------
949
950 A module may specify a target specific data layout string that specifies
951 how data is to be laid out in memory. The syntax for the data layout is
952 simply:
953
954 .. code-block:: llvm
955
956     target datalayout = "layout specification"
957
958 The *layout specification* consists of a list of specifications
959 separated by the minus sign character ('-'). Each specification starts
960 with a letter and may include other information after the letter to
961 define some aspect of the data layout. The specifications accepted are
962 as follows:
963
964 ``E``
965     Specifies that the target lays out data in big-endian form. That is,
966     the bits with the most significance have the lowest address
967     location.
968 ``e``
969     Specifies that the target lays out data in little-endian form. That
970     is, the bits with the least significance have the lowest address
971     location.
972 ``S<size>``
973     Specifies the natural alignment of the stack in bits. Alignment
974     promotion of stack variables is limited to the natural stack
975     alignment to avoid dynamic stack realignment. The stack alignment
976     must be a multiple of 8-bits. If omitted, the natural stack
977     alignment defaults to "unspecified", which does not prevent any
978     alignment promotions.
979 ``p[n]:<size>:<abi>:<pref>``
980     This specifies the *size* of a pointer and its ``<abi>`` and
981     ``<pref>``\erred alignments for address space ``n``. All sizes are in
982     bits. Specifying the ``<pref>`` alignment is optional. If omitted, the
983     preceding ``:`` should be omitted too. The address space, ``n`` is
984     optional, and if not specified, denotes the default address space 0.
985     The value of ``n`` must be in the range [1,2^23).
986 ``i<size>:<abi>:<pref>``
987     This specifies the alignment for an integer type of a given bit
988     ``<size>``. The value of ``<size>`` must be in the range [1,2^23).
989 ``v<size>:<abi>:<pref>``
990     This specifies the alignment for a vector type of a given bit
991     ``<size>``.
992 ``f<size>:<abi>:<pref>``
993     This specifies the alignment for a floating point type of a given bit
994     ``<size>``. Only values of ``<size>`` that are supported by the target
995     will work. 32 (float) and 64 (double) are supported on all targets; 80
996     or 128 (different flavors of long double) are also supported on some
997     targets.
998 ``a<size>:<abi>:<pref>``
999     This specifies the alignment for an aggregate type of a given bit
1000     ``<size>``.
1001 ``s<size>:<abi>:<pref>``
1002     This specifies the alignment for a stack object of a given bit
1003     ``<size>``.
1004 ``n<size1>:<size2>:<size3>...``
1005     This specifies a set of native integer widths for the target CPU in
1006     bits. For example, it might contain ``n32`` for 32-bit PowerPC,
1007     ``n32:64`` for PowerPC 64, or ``n8:16:32:64`` for X86-64. Elements of
1008     this set are considered to support most general arithmetic operations
1009     efficiently.
1010
1011 When constructing the data layout for a given target, LLVM starts with a
1012 default set of specifications which are then (possibly) overridden by
1013 the specifications in the ``datalayout`` keyword. The default
1014 specifications are given in this list:
1015
1016 -  ``E`` - big endian
1017 -  ``p:64:64:64`` - 64-bit pointers with 64-bit alignment
1018 -  ``S0`` - natural stack alignment is unspecified
1019 -  ``i1:8:8`` - i1 is 8-bit (byte) aligned
1020 -  ``i8:8:8`` - i8 is 8-bit (byte) aligned
1021 -  ``i16:16:16`` - i16 is 16-bit aligned
1022 -  ``i32:32:32`` - i32 is 32-bit aligned
1023 -  ``i64:32:64`` - i64 has ABI alignment of 32-bits but preferred
1024    alignment of 64-bits
1025 -  ``f16:16:16`` - half is 16-bit aligned
1026 -  ``f32:32:32`` - float is 32-bit aligned
1027 -  ``f64:64:64`` - double is 64-bit aligned
1028 -  ``f128:128:128`` - quad is 128-bit aligned
1029 -  ``v64:64:64`` - 64-bit vector is 64-bit aligned
1030 -  ``v128:128:128`` - 128-bit vector is 128-bit aligned
1031 -  ``a0:0:64`` - aggregates are 64-bit aligned
1032
1033 When LLVM is determining the alignment for a given type, it uses the
1034 following rules:
1035
1036 #. If the type sought is an exact match for one of the specifications,
1037    that specification is used.
1038 #. If no match is found, and the type sought is an integer type, then
1039    the smallest integer type that is larger than the bitwidth of the
1040    sought type is used. If none of the specifications are larger than
1041    the bitwidth then the largest integer type is used. For example,
1042    given the default specifications above, the i7 type will use the
1043    alignment of i8 (next largest) while both i65 and i256 will use the
1044    alignment of i64 (largest specified).
1045 #. If no match is found, and the type sought is a vector type, then the
1046    largest vector type that is smaller than the sought vector type will
1047    be used as a fall back. This happens because <128 x double> can be
1048    implemented in terms of 64 <2 x double>, for example.
1049
1050 The function of the data layout string may not be what you expect.
1051 Notably, this is not a specification from the frontend of what alignment
1052 the code generator should use.
1053
1054 Instead, if specified, the target data layout is required to match what
1055 the ultimate *code generator* expects. This string is used by the
1056 mid-level optimizers to improve code, and this only works if it matches
1057 what the ultimate code generator uses. If you would like to generate IR
1058 that does not embed this target-specific detail into the IR, then you
1059 don't have to specify the string. This will disable some optimizations
1060 that require precise layout information, but this also prevents those
1061 optimizations from introducing target specificity into the IR.
1062
1063 .. _pointeraliasing:
1064
1065 Pointer Aliasing Rules
1066 ----------------------
1067
1068 Any memory access must be done through a pointer value associated with
1069 an address range of the memory access, otherwise the behavior is
1070 undefined. Pointer values are associated with address ranges according
1071 to the following rules:
1072
1073 -  A pointer value is associated with the addresses associated with any
1074    value it is *based* on.
1075 -  An address of a global variable is associated with the address range
1076    of the variable's storage.
1077 -  The result value of an allocation instruction is associated with the
1078    address range of the allocated storage.
1079 -  A null pointer in the default address-space is associated with no
1080    address.
1081 -  An integer constant other than zero or a pointer value returned from
1082    a function not defined within LLVM may be associated with address
1083    ranges allocated through mechanisms other than those provided by
1084    LLVM. Such ranges shall not overlap with any ranges of addresses
1085    allocated by mechanisms provided by LLVM.
1086
1087 A pointer value is *based* on another pointer value according to the
1088 following rules:
1089
1090 -  A pointer value formed from a ``getelementptr`` operation is *based*
1091    on the first operand of the ``getelementptr``.
1092 -  The result value of a ``bitcast`` is *based* on the operand of the
1093    ``bitcast``.
1094 -  A pointer value formed by an ``inttoptr`` is *based* on all pointer
1095    values that contribute (directly or indirectly) to the computation of
1096    the pointer's value.
1097 -  The "*based* on" relationship is transitive.
1098
1099 Note that this definition of *"based"* is intentionally similar to the
1100 definition of *"based"* in C99, though it is slightly weaker.
1101
1102 LLVM IR does not associate types with memory. The result type of a
1103 ``load`` merely indicates the size and alignment of the memory from
1104 which to load, as well as the interpretation of the value. The first
1105 operand type of a ``store`` similarly only indicates the size and
1106 alignment of the store.
1107
1108 Consequently, type-based alias analysis, aka TBAA, aka
1109 ``-fstrict-aliasing``, is not applicable to general unadorned LLVM IR.
1110 :ref:`Metadata <metadata>` may be used to encode additional information
1111 which specialized optimization passes may use to implement type-based
1112 alias analysis.
1113
1114 .. _volatile:
1115
1116 Volatile Memory Accesses
1117 ------------------------
1118
1119 Certain memory accesses, such as :ref:`load <i_load>`'s,
1120 :ref:`store <i_store>`'s, and :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>`'s may be
1121 marked ``volatile``. The optimizers must not change the number of
1122 volatile operations or change their order of execution relative to other
1123 volatile operations. The optimizers *may* change the order of volatile
1124 operations relative to non-volatile operations. This is not Java's
1125 "volatile" and has no cross-thread synchronization behavior.
1126
1127 IR-level volatile loads and stores cannot safely be optimized into
1128 llvm.memcpy or llvm.memmove intrinsics even when those intrinsics are
1129 flagged volatile. Likewise, the backend should never split or merge
1130 target-legal volatile load/store instructions.
1131
1132 .. admonition:: Rationale
1133
1134  Platforms may rely on volatile loads and stores of natively supported
1135  data width to be executed as single instruction. For example, in C
1136  this holds for an l-value of volatile primitive type with native
1137  hardware support, but not necessarily for aggregate types. The
1138  frontend upholds these expectations, which are intentionally
1139  unspecified in the IR. The rules above ensure that IR transformation
1140  do not violate the frontend's contract with the language.
1141
1142 .. _memmodel:
1143
1144 Memory Model for Concurrent Operations
1145 --------------------------------------
1146
1147 The LLVM IR does not define any way to start parallel threads of
1148 execution or to register signal handlers. Nonetheless, there are
1149 platform-specific ways to create them, and we define LLVM IR's behavior
1150 in their presence. This model is inspired by the C++0x memory model.
1151
1152 For a more informal introduction to this model, see the :doc:`Atomics`.
1153
1154 We define a *happens-before* partial order as the least partial order
1155 that
1156
1157 -  Is a superset of single-thread program order, and
1158 -  When a *synchronizes-with* ``b``, includes an edge from ``a`` to
1159    ``b``. *Synchronizes-with* pairs are introduced by platform-specific
1160    techniques, like pthread locks, thread creation, thread joining,
1161    etc., and by atomic instructions. (See also :ref:`Atomic Memory Ordering
1162    Constraints <ordering>`).
1163
1164 Note that program order does not introduce *happens-before* edges
1165 between a thread and signals executing inside that thread.
1166
1167 Every (defined) read operation (load instructions, memcpy, atomic
1168 loads/read-modify-writes, etc.) R reads a series of bytes written by
1169 (defined) write operations (store instructions, atomic
1170 stores/read-modify-writes, memcpy, etc.). For the purposes of this
1171 section, initialized globals are considered to have a write of the
1172 initializer which is atomic and happens before any other read or write
1173 of the memory in question. For each byte of a read R, R\ :sub:`byte`
1174 may see any write to the same byte, except:
1175
1176 -  If write\ :sub:`1`  happens before write\ :sub:`2`, and
1177    write\ :sub:`2` happens before R\ :sub:`byte`, then
1178    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`1`.
1179 -  If R\ :sub:`byte` happens before write\ :sub:`3`, then
1180    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`3`.
1181
1182 Given that definition, R\ :sub:`byte` is defined as follows:
1183
1184 -  If R is volatile, the result is target-dependent. (Volatile is
1185    supposed to give guarantees which can support ``sig_atomic_t`` in
1186    C/C++, and may be used for accesses to addresses which do not behave
1187    like normal memory. It does not generally provide cross-thread
1188    synchronization.)
1189 -  Otherwise, if there is no write to the same byte that happens before
1190    R\ :sub:`byte`, R\ :sub:`byte` returns ``undef`` for that byte.
1191 -  Otherwise, if R\ :sub:`byte` may see exactly one write,
1192    R\ :sub:`byte` returns the value written by that write.
1193 -  Otherwise, if R is atomic, and all the writes R\ :sub:`byte` may
1194    see are atomic, it chooses one of the values written. See the :ref:`Atomic
1195    Memory Ordering Constraints <ordering>` section for additional
1196    constraints on how the choice is made.
1197 -  Otherwise R\ :sub:`byte` returns ``undef``.
1198
1199 R returns the value composed of the series of bytes it read. This
1200 implies that some bytes within the value may be ``undef`` **without**
1201 the entire value being ``undef``. Note that this only defines the
1202 semantics of the operation; it doesn't mean that targets will emit more
1203 than one instruction to read the series of bytes.
1204
1205 Note that in cases where none of the atomic intrinsics are used, this
1206 model places only one restriction on IR transformations on top of what
1207 is required for single-threaded execution: introducing a store to a byte
1208 which might not otherwise be stored is not allowed in general.
1209 (Specifically, in the case where another thread might write to and read
1210 from an address, introducing a store can change a load that may see
1211 exactly one write into a load that may see multiple writes.)
1212
1213 .. _ordering:
1214
1215 Atomic Memory Ordering Constraints
1216 ----------------------------------
1217
1218 Atomic instructions (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>`,
1219 :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`, :ref:`fence <i_fence>`,
1220 :ref:`atomic load <i_load>`, and :ref:`atomic store <i_store>`) take
1221 an ordering parameter that determines which other atomic instructions on
1222 the same address they *synchronize with*. These semantics are borrowed
1223 from Java and C++0x, but are somewhat more colloquial. If these
1224 descriptions aren't precise enough, check those specs (see spec
1225 references in the :doc:`atomics guide <Atomics>`).
1226 :ref:`fence <i_fence>` instructions treat these orderings somewhat
1227 differently since they don't take an address. See that instruction's
1228 documentation for details.
1229
1230 For a simpler introduction to the ordering constraints, see the
1231 :doc:`Atomics`.
1232
1233 ``unordered``
1234     The set of values that can be read is governed by the happens-before
1235     partial order. A value cannot be read unless some operation wrote
1236     it. This is intended to provide a guarantee strong enough to model
1237     Java's non-volatile shared variables. This ordering cannot be
1238     specified for read-modify-write operations; it is not strong enough
1239     to make them atomic in any interesting way.
1240 ``monotonic``
1241     In addition to the guarantees of ``unordered``, there is a single
1242     total order for modifications by ``monotonic`` operations on each
1243     address. All modification orders must be compatible with the
1244     happens-before order. There is no guarantee that the modification
1245     orders can be combined to a global total order for the whole program
1246     (and this often will not be possible). The read in an atomic
1247     read-modify-write operation (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>` and
1248     :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`) reads the value in the modification
1249     order immediately before the value it writes. If one atomic read
1250     happens before another atomic read of the same address, the later
1251     read must see the same value or a later value in the address's
1252     modification order. This disallows reordering of ``monotonic`` (or
1253     stronger) operations on the same address. If an address is written
1254     ``monotonic``-ally by one thread, and other threads ``monotonic``-ally
1255     read that address repeatedly, the other threads must eventually see
1256     the write. This corresponds to the C++0x/C1x
1257     ``memory_order_relaxed``.
1258 ``acquire``
1259     In addition to the guarantees of ``monotonic``, a
1260     *synchronizes-with* edge may be formed with a ``release`` operation.
1261     This is intended to model C++'s ``memory_order_acquire``.
1262 ``release``
1263     In addition to the guarantees of ``monotonic``, if this operation
1264     writes a value which is subsequently read by an ``acquire``
1265     operation, it *synchronizes-with* that operation. (This isn't a
1266     complete description; see the C++0x definition of a release
1267     sequence.) This corresponds to the C++0x/C1x
1268     ``memory_order_release``.
1269 ``acq_rel`` (acquire+release)
1270     Acts as both an ``acquire`` and ``release`` operation on its
1271     address. This corresponds to the C++0x/C1x ``memory_order_acq_rel``.
1272 ``seq_cst`` (sequentially consistent)
1273     In addition to the guarantees of ``acq_rel`` (``acquire`` for an
1274     operation which only reads, ``release`` for an operation which only
1275     writes), there is a global total order on all
1276     sequentially-consistent operations on all addresses, which is
1277     consistent with the *happens-before* partial order and with the
1278     modification orders of all the affected addresses. Each
1279     sequentially-consistent read sees the last preceding write to the
1280     same address in this global order. This corresponds to the C++0x/C1x
1281     ``memory_order_seq_cst`` and Java volatile.
1282
1283 .. _singlethread:
1284
1285 If an atomic operation is marked ``singlethread``, it only *synchronizes
1286 with* or participates in modification and seq\_cst total orderings with
1287 other operations running in the same thread (for example, in signal
1288 handlers).
1289
1290 .. _fastmath:
1291
1292 Fast-Math Flags
1293 ---------------
1294
1295 LLVM IR floating-point binary ops (:ref:`fadd <i_fadd>`,
1296 :ref:`fsub <i_fsub>`, :ref:`fmul <i_fmul>`, :ref:`fdiv <i_fdiv>`,
1297 :ref:`frem <i_frem>`) have the following flags that can set to enable
1298 otherwise unsafe floating point operations
1299
1300 ``nnan``
1301    No NaNs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
1302    NaN. Such optimizations are required to retain defined behavior over
1303    NaNs, but the value of the result is undefined.
1304
1305 ``ninf``
1306    No Infs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
1307    +/-Inf. Such optimizations are required to retain defined behavior over
1308    +/-Inf, but the value of the result is undefined.
1309
1310 ``nsz``
1311    No Signed Zeros - Allow optimizations to treat the sign of a zero
1312    argument or result as insignificant.
1313
1314 ``arcp``
1315    Allow Reciprocal - Allow optimizations to use the reciprocal of an
1316    argument rather than perform division.
1317
1318 ``fast``
1319    Fast - Allow algebraically equivalent transformations that may
1320    dramatically change results in floating point (e.g. reassociate). This
1321    flag implies all the others.
1322
1323 .. _typesystem:
1324
1325 Type System
1326 ===========
1327
1328 The LLVM type system is one of the most important features of the
1329 intermediate representation. Being typed enables a number of
1330 optimizations to be performed on the intermediate representation
1331 directly, without having to do extra analyses on the side before the
1332 transformation. A strong type system makes it easier to read the
1333 generated code and enables novel analyses and transformations that are
1334 not feasible to perform on normal three address code representations.
1335
1336 Type Classifications
1337 --------------------
1338
1339 The types fall into a few useful classifications:
1340
1341
1342 .. list-table::
1343    :header-rows: 1
1344
1345    * - Classification
1346      - Types
1347
1348    * - :ref:`integer <t_integer>`
1349      - ``i1``, ``i2``, ``i3``, ... ``i8``, ... ``i16``, ... ``i32``, ...
1350        ``i64``, ...
1351
1352    * - :ref:`floating point <t_floating>`
1353      - ``half``, ``float``, ``double``, ``x86_fp80``, ``fp128``,
1354        ``ppc_fp128``
1355
1356
1357    * - first class
1358
1359        .. _t_firstclass:
1360
1361      - :ref:`integer <t_integer>`, :ref:`floating point <t_floating>`,
1362        :ref:`pointer <t_pointer>`, :ref:`vector <t_vector>`,
1363        :ref:`structure <t_struct>`, :ref:`array <t_array>`,
1364        :ref:`label <t_label>`, :ref:`metadata <t_metadata>`.
1365
1366    * - :ref:`primitive <t_primitive>`
1367      - :ref:`label <t_label>`,
1368        :ref:`void <t_void>`,
1369        :ref:`integer <t_integer>`,
1370        :ref:`floating point <t_floating>`,
1371        :ref:`x86mmx <t_x86mmx>`,
1372        :ref:`metadata <t_metadata>`.
1373
1374    * - :ref:`derived <t_derived>`
1375      - :ref:`array <t_array>`,
1376        :ref:`function <t_function>`,
1377        :ref:`pointer <t_pointer>`,
1378        :ref:`structure <t_struct>`,
1379        :ref:`vector <t_vector>`,
1380        :ref:`opaque <t_opaque>`.
1381
1382 The :ref:`first class <t_firstclass>` types are perhaps the most important.
1383 Values of these types are the only ones which can be produced by
1384 instructions.
1385
1386 .. _t_primitive:
1387
1388 Primitive Types
1389 ---------------
1390
1391 The primitive types are the fundamental building blocks of the LLVM
1392 system.
1393
1394 .. _t_integer:
1395
1396 Integer Type
1397 ^^^^^^^^^^^^
1398
1399 Overview:
1400 """""""""
1401
1402 The integer type is a very simple type that simply specifies an
1403 arbitrary bit width for the integer type desired. Any bit width from 1
1404 bit to 2\ :sup:`23`\ -1 (about 8 million) can be specified.
1405
1406 Syntax:
1407 """""""
1408
1409 ::
1410
1411       iN
1412
1413 The number of bits the integer will occupy is specified by the ``N``
1414 value.
1415
1416 Examples:
1417 """""""""
1418
1419 +----------------+------------------------------------------------+
1420 | ``i1``         | a single-bit integer.                          |
1421 +----------------+------------------------------------------------+
1422 | ``i32``        | a 32-bit integer.                              |
1423 +----------------+------------------------------------------------+
1424 | ``i1942652``   | a really big integer of over 1 million bits.   |
1425 +----------------+------------------------------------------------+
1426
1427 .. _t_floating:
1428
1429 Floating Point Types
1430 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1431
1432 .. list-table::
1433    :header-rows: 1
1434
1435    * - Type
1436      - Description
1437
1438    * - ``half``
1439      - 16-bit floating point value
1440
1441    * - ``float``
1442      - 32-bit floating point value
1443
1444    * - ``double``
1445      - 64-bit floating point value
1446
1447    * - ``fp128``
1448      - 128-bit floating point value (112-bit mantissa)
1449
1450    * - ``x86_fp80``
1451      -  80-bit floating point value (X87)
1452
1453    * - ``ppc_fp128``
1454      - 128-bit floating point value (two 64-bits)
1455
1456 .. _t_x86mmx:
1457
1458 X86mmx Type
1459 ^^^^^^^^^^^
1460
1461 Overview:
1462 """""""""
1463
1464 The x86mmx type represents a value held in an MMX register on an x86
1465 machine. The operations allowed on it are quite limited: parameters and
1466 return values, load and store, and bitcast. User-specified MMX
1467 instructions are represented as intrinsic or asm calls with arguments
1468 and/or results of this type. There are no arrays, vectors or constants
1469 of this type.
1470
1471 Syntax:
1472 """""""
1473
1474 ::
1475
1476       x86mmx
1477
1478 .. _t_void:
1479
1480 Void Type
1481 ^^^^^^^^^
1482
1483 Overview:
1484 """""""""
1485
1486 The void type does not represent any value and has no size.
1487
1488 Syntax:
1489 """""""
1490
1491 ::
1492
1493       void
1494
1495 .. _t_label:
1496
1497 Label Type
1498 ^^^^^^^^^^
1499
1500 Overview:
1501 """""""""
1502
1503 The label type represents code labels.
1504
1505 Syntax:
1506 """""""
1507
1508 ::
1509
1510       label
1511
1512 .. _t_metadata:
1513
1514 Metadata Type
1515 ^^^^^^^^^^^^^
1516
1517 Overview:
1518 """""""""
1519
1520 The metadata type represents embedded metadata. No derived types may be
1521 created from metadata except for :ref:`function <t_function>` arguments.
1522
1523 Syntax:
1524 """""""
1525
1526 ::
1527
1528       metadata
1529
1530 .. _t_derived:
1531
1532 Derived Types
1533 -------------
1534
1535 The real power in LLVM comes from the derived types in the system. This
1536 is what allows a programmer to represent arrays, functions, pointers,
1537 and other useful types. Each of these types contain one or more element
1538 types which may be a primitive type, or another derived type. For
1539 example, it is possible to have a two dimensional array, using an array
1540 as the element type of another array.
1541
1542 .. _t_aggregate:
1543
1544 Aggregate Types
1545 ^^^^^^^^^^^^^^^
1546
1547 Aggregate Types are a subset of derived types that can contain multiple
1548 member types. :ref:`Arrays <t_array>` and :ref:`structs <t_struct>` are
1549 aggregate types. :ref:`Vectors <t_vector>` are not considered to be
1550 aggregate types.
1551
1552 .. _t_array:
1553
1554 Array Type
1555 ^^^^^^^^^^
1556
1557 Overview:
1558 """""""""
1559
1560 The array type is a very simple derived type that arranges elements
1561 sequentially in memory. The array type requires a size (number of
1562 elements) and an underlying data type.
1563
1564 Syntax:
1565 """""""
1566
1567 ::
1568
1569       [<# elements> x <elementtype>]
1570
1571 The number of elements is a constant integer value; ``elementtype`` may
1572 be any type with a size.
1573
1574 Examples:
1575 """""""""
1576
1577 +------------------+--------------------------------------+
1578 | ``[40 x i32]``   | Array of 40 32-bit integer values.   |
1579 +------------------+--------------------------------------+
1580 | ``[41 x i32]``   | Array of 41 32-bit integer values.   |
1581 +------------------+--------------------------------------+
1582 | ``[4 x i8]``     | Array of 4 8-bit integer values.     |
1583 +------------------+--------------------------------------+
1584
1585 Here are some examples of multidimensional arrays:
1586
1587 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
1588 | ``[3 x [4 x i32]]``         | 3x4 array of 32-bit integer values.                      |
1589 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
1590 | ``[12 x [10 x float]]``     | 12x10 array of single precision floating point values.   |
1591 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
1592 | ``[2 x [3 x [4 x i16]]]``   | 2x3x4 array of 16-bit integer values.                    |
1593 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
1594
1595 There is no restriction on indexing beyond the end of the array implied
1596 by a static type (though there are restrictions on indexing beyond the
1597 bounds of an allocated object in some cases). This means that
1598 single-dimension 'variable sized array' addressing can be implemented in
1599 LLVM with a zero length array type. An implementation of 'pascal style
1600 arrays' in LLVM could use the type "``{ i32, [0 x float]}``", for
1601 example.
1602
1603 .. _t_function:
1604
1605 Function Type
1606 ^^^^^^^^^^^^^
1607
1608 Overview:
1609 """""""""
1610
1611 The function type can be thought of as a function signature. It consists
1612 of a return type and a list of formal parameter types. The return type
1613 of a function type is a first class type or a void type.
1614
1615 Syntax:
1616 """""""
1617
1618 ::
1619
1620       <returntype> (<parameter list>)
1621
1622 ...where '``<parameter list>``' is a comma-separated list of type
1623 specifiers. Optionally, the parameter list may include a type ``...``,
1624 which indicates that the function takes a variable number of arguments.
1625 Variable argument functions can access their arguments with the
1626 :ref:`variable argument handling intrinsic <int_varargs>` functions.
1627 '``<returntype>``' is any type except :ref:`label <t_label>`.
1628
1629 Examples:
1630 """""""""
1631
1632 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1633 | ``i32 (i32)``                   | function taking an ``i32``, returning an ``i32``                                                                                                                    |
1634 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1635 | ``float (i16, i32 *) *``        | :ref:`Pointer <t_pointer>` to a function that takes an ``i16`` and a :ref:`pointer <t_pointer>` to ``i32``, returning ``float``.                                    |
1636 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1637 | ``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. |
1638 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1639 | ``{i32, i32} (i32)``            | A function taking an ``i32``, returning a :ref:`structure <t_struct>` containing two ``i32`` values                                                                 |
1640 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1641
1642 .. _t_struct:
1643
1644 Structure Type
1645 ^^^^^^^^^^^^^^
1646
1647 Overview:
1648 """""""""
1649
1650 The structure type is used to represent a collection of data members
1651 together in memory. The elements of a structure may be any type that has
1652 a size.
1653
1654 Structures in memory are accessed using '``load``' and '``store``' by
1655 getting a pointer to a field with the '``getelementptr``' instruction.
1656 Structures in registers are accessed using the '``extractvalue``' and
1657 '``insertvalue``' instructions.
1658
1659 Structures may optionally be "packed" structures, which indicate that
1660 the alignment of the struct is one byte, and that there is no padding
1661 between the elements. In non-packed structs, padding between field types
1662 is inserted as defined by the DataLayout string in the module, which is
1663 required to match what the underlying code generator expects.
1664
1665 Structures can either be "literal" or "identified". A literal structure
1666 is defined inline with other types (e.g. ``{i32, i32}*``) whereas
1667 identified types are always defined at the top level with a name.
1668 Literal types are uniqued by their contents and can never be recursive
1669 or opaque since there is no way to write one. Identified types can be
1670 recursive, can be opaqued, and are never uniqued.
1671
1672 Syntax:
1673 """""""
1674
1675 ::
1676
1677       %T1 = type { <type list> }     ; Identified normal struct type
1678       %T2 = type <{ <type list> }>   ; Identified packed struct type
1679
1680 Examples:
1681 """""""""
1682
1683 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1684 | ``{ i32, i32, i32 }``        | A triple of three ``i32`` values                                                                                                                                                      |
1685 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1686 | ``{ 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``.  |
1687 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1688 | ``<{ i8, i32 }>``            | A packed struct known to be 5 bytes in size.                                                                                                                                          |
1689 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1690
1691 .. _t_opaque:
1692
1693 Opaque Structure Types
1694 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1695
1696 Overview:
1697 """""""""
1698
1699 Opaque structure types are used to represent named structure types that
1700 do not have a body specified. This corresponds (for example) to the C
1701 notion of a forward declared structure.
1702
1703 Syntax:
1704 """""""
1705
1706 ::
1707
1708       %X = type opaque
1709       %52 = type opaque
1710
1711 Examples:
1712 """""""""
1713
1714 +--------------+-------------------+
1715 | ``opaque``   | An opaque type.   |
1716 +--------------+-------------------+
1717
1718 .. _t_pointer:
1719
1720 Pointer Type
1721 ^^^^^^^^^^^^
1722
1723 Overview:
1724 """""""""
1725
1726 The pointer type is used to specify memory locations. Pointers are
1727 commonly used to reference objects in memory.
1728
1729 Pointer types may have an optional address space attribute defining the
1730 numbered address space where the pointed-to object resides. The default
1731 address space is number zero. The semantics of non-zero address spaces
1732 are target-specific.
1733
1734 Note that LLVM does not permit pointers to void (``void*``) nor does it
1735 permit pointers to labels (``label*``). Use ``i8*`` instead.
1736
1737 Syntax:
1738 """""""
1739
1740 ::
1741
1742       <type> *
1743
1744 Examples:
1745 """""""""
1746
1747 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1748 | ``[4 x i32]*``          | A :ref:`pointer <t_pointer>` to :ref:`array <t_array>` of four ``i32`` values.                               |
1749 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1750 | ``i32 (i32*) *``        | A :ref:`pointer <t_pointer>` to a :ref:`function <t_function>` that takes an ``i32*``, returning an ``i32``. |
1751 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1752 | ``i32 addrspace(5)*``   | A :ref:`pointer <t_pointer>` to an ``i32`` value that resides in address space #5.                           |
1753 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1754
1755 .. _t_vector:
1756
1757 Vector Type
1758 ^^^^^^^^^^^
1759
1760 Overview:
1761 """""""""
1762
1763 A vector type is a simple derived type that represents a vector of
1764 elements. Vector types are used when multiple primitive data are
1765 operated in parallel using a single instruction (SIMD). A vector type
1766 requires a size (number of elements) and an underlying primitive data
1767 type. Vector types are considered :ref:`first class <t_firstclass>`.
1768
1769 Syntax:
1770 """""""
1771
1772 ::
1773
1774       < <# elements> x <elementtype> >
1775
1776 The number of elements is a constant integer value larger than 0;
1777 elementtype may be any integer or floating point type, or a pointer to
1778 these types. Vectors of size zero are not allowed.
1779
1780 Examples:
1781 """""""""
1782
1783 +-------------------+--------------------------------------------------+
1784 | ``<4 x i32>``     | Vector of 4 32-bit integer values.               |
1785 +-------------------+--------------------------------------------------+
1786 | ``<8 x float>``   | Vector of 8 32-bit floating-point values.        |
1787 +-------------------+--------------------------------------------------+
1788 | ``<2 x i64>``     | Vector of 2 64-bit integer values.               |
1789 +-------------------+--------------------------------------------------+
1790 | ``<4 x i64*>``    | Vector of 4 pointers to 64-bit integer values.   |
1791 +-------------------+--------------------------------------------------+
1792
1793 Constants
1794 =========
1795
1796 LLVM has several different basic types of constants. This section
1797 describes them all and their syntax.
1798
1799 Simple Constants
1800 ----------------
1801
1802 **Boolean constants**
1803     The two strings '``true``' and '``false``' are both valid constants
1804     of the ``i1`` type.
1805 **Integer constants**
1806     Standard integers (such as '4') are constants of the
1807     :ref:`integer <t_integer>` type. Negative numbers may be used with
1808     integer types.
1809 **Floating point constants**
1810     Floating point constants use standard decimal notation (e.g.
1811     123.421), exponential notation (e.g. 1.23421e+2), or a more precise
1812     hexadecimal notation (see below). The assembler requires the exact
1813     decimal value of a floating-point constant. For example, the
1814     assembler accepts 1.25 but rejects 1.3 because 1.3 is a repeating
1815     decimal in binary. Floating point constants must have a :ref:`floating
1816     point <t_floating>` type.
1817 **Null pointer constants**
1818     The identifier '``null``' is recognized as a null pointer constant
1819     and must be of :ref:`pointer type <t_pointer>`.
1820
1821 The one non-intuitive notation for constants is the hexadecimal form of
1822 floating point constants. For example, the form
1823 '``double    0x432ff973cafa8000``' is equivalent to (but harder to read
1824 than) '``double 4.5e+15``'. The only time hexadecimal floating point
1825 constants are required (and the only time that they are generated by the
1826 disassembler) is when a floating point constant must be emitted but it
1827 cannot be represented as a decimal floating point number in a reasonable
1828 number of digits. For example, NaN's, infinities, and other special
1829 values are represented in their IEEE hexadecimal format so that assembly
1830 and disassembly do not cause any bits to change in the constants.
1831
1832 When using the hexadecimal form, constants of types half, float, and
1833 double are represented using the 16-digit form shown above (which
1834 matches the IEEE754 representation for double); half and float values
1835 must, however, be exactly representable as IEEE 754 half and single
1836 precision, respectively. Hexadecimal format is always used for long
1837 double, and there are three forms of long double. The 80-bit format used
1838 by x86 is represented as ``0xK`` followed by 20 hexadecimal digits. The
1839 128-bit format used by PowerPC (two adjacent doubles) is represented by
1840 ``0xM`` followed by 32 hexadecimal digits. The IEEE 128-bit format is
1841 represented by ``0xL`` followed by 32 hexadecimal digits; no currently
1842 supported target uses this format. Long doubles will only work if they
1843 match the long double format on your target. The IEEE 16-bit format
1844 (half precision) is represented by ``0xH`` followed by 4 hexadecimal
1845 digits. All hexadecimal formats are big-endian (sign bit at the left).
1846
1847 There are no constants of type x86mmx.
1848
1849 Complex Constants
1850 -----------------
1851
1852 Complex constants are a (potentially recursive) combination of simple
1853 constants and smaller complex constants.
1854
1855 **Structure constants**
1856     Structure constants are represented with notation similar to
1857     structure type definitions (a comma separated list of elements,
1858     surrounded by braces (``{}``)). For example:
1859     "``{ i32 4, float 17.0, i32* @G }``", where "``@G``" is declared as
1860     "``@G = external global i32``". Structure constants must have
1861     :ref:`structure type <t_struct>`, and the number and types of elements
1862     must match those specified by the type.
1863 **Array constants**
1864     Array constants are represented with notation similar to array type
1865     definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
1866     square brackets (``[]``)). For example:
1867     "``[ i32 42, i32 11, i32 74 ]``". Array constants must have
1868     :ref:`array type <t_array>`, and the number and types of elements must
1869     match those specified by the type.
1870 **Vector constants**
1871     Vector constants are represented with notation similar to vector
1872     type definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
1873     less-than/greater-than's (``<>``)). For example:
1874     "``< i32 42, i32 11, i32 74, i32 100 >``". Vector constants
1875     must have :ref:`vector type <t_vector>`, and the number and types of
1876     elements must match those specified by the type.
1877 **Zero initialization**
1878     The string '``zeroinitializer``' can be used to zero initialize a
1879     value to zero of *any* type, including scalar and
1880     :ref:`aggregate <t_aggregate>` types. This is often used to avoid
1881     having to print large zero initializers (e.g. for large arrays) and
1882     is always exactly equivalent to using explicit zero initializers.
1883 **Metadata node**
1884     A metadata node is a structure-like constant with :ref:`metadata
1885     type <t_metadata>`. For example:
1886     "``metadata !{ i32 0, metadata !"test" }``". Unlike other
1887     constants that are meant to be interpreted as part of the
1888     instruction stream, metadata is a place to attach additional
1889     information such as debug info.
1890
1891 Global Variable and Function Addresses
1892 --------------------------------------
1893
1894 The addresses of :ref:`global variables <globalvars>` and
1895 :ref:`functions <functionstructure>` are always implicitly valid
1896 (link-time) constants. These constants are explicitly referenced when
1897 the :ref:`identifier for the global <identifiers>` is used and always have
1898 :ref:`pointer <t_pointer>` type. For example, the following is a legal LLVM
1899 file:
1900
1901 .. code-block:: llvm
1902
1903     @X = global i32 17
1904     @Y = global i32 42
1905     @Z = global [2 x i32*] [ i32* @X, i32* @Y ]
1906
1907 .. _undefvalues:
1908
1909 Undefined Values
1910 ----------------
1911
1912 The string '``undef``' can be used anywhere a constant is expected, and
1913 indicates that the user of the value may receive an unspecified
1914 bit-pattern. Undefined values may be of any type (other than '``label``'
1915 or '``void``') and be used anywhere a constant is permitted.
1916
1917 Undefined values are useful because they indicate to the compiler that
1918 the program is well defined no matter what value is used. This gives the
1919 compiler more freedom to optimize. Here are some examples of
1920 (potentially surprising) transformations that are valid (in pseudo IR):
1921
1922 .. code-block:: llvm
1923
1924       %A = add %X, undef
1925       %B = sub %X, undef
1926       %C = xor %X, undef
1927     Safe:
1928       %A = undef
1929       %B = undef
1930       %C = undef
1931
1932 This is safe because all of the output bits are affected by the undef
1933 bits. Any output bit can have a zero or one depending on the input bits.
1934
1935 .. code-block:: llvm
1936
1937       %A = or %X, undef
1938       %B = and %X, undef
1939     Safe:
1940       %A = -1
1941       %B = 0
1942     Unsafe:
1943       %A = undef
1944       %B = undef
1945
1946 These logical operations have bits that are not always affected by the
1947 input. For example, if ``%X`` has a zero bit, then the output of the
1948 '``and``' operation will always be a zero for that bit, no matter what
1949 the corresponding bit from the '``undef``' is. As such, it is unsafe to
1950 optimize or assume that the result of the '``and``' is '``undef``'.
1951 However, it is safe to assume that all bits of the '``undef``' could be
1952 0, and optimize the '``and``' to 0. Likewise, it is safe to assume that
1953 all the bits of the '``undef``' operand to the '``or``' could be set,
1954 allowing the '``or``' to be folded to -1.
1955
1956 .. code-block:: llvm
1957
1958       %A = select undef, %X, %Y
1959       %B = select undef, 42, %Y
1960       %C = select %X, %Y, undef
1961     Safe:
1962       %A = %X     (or %Y)
1963       %B = 42     (or %Y)
1964       %C = %Y
1965     Unsafe:
1966       %A = undef
1967       %B = undef
1968       %C = undef
1969
1970 This set of examples shows that undefined '``select``' (and conditional
1971 branch) conditions can go *either way*, but they have to come from one
1972 of the two operands. In the ``%A`` example, if ``%X`` and ``%Y`` were
1973 both known to have a clear low bit, then ``%A`` would have to have a
1974 cleared low bit. However, in the ``%C`` example, the optimizer is
1975 allowed to assume that the '``undef``' operand could be the same as
1976 ``%Y``, allowing the whole '``select``' to be eliminated.
1977
1978 .. code-block:: llvm
1979
1980       %A = xor undef, undef
1981
1982       %B = undef
1983       %C = xor %B, %B
1984
1985       %D = undef
1986       %E = icmp lt %D, 4
1987       %F = icmp gte %D, 4
1988
1989     Safe:
1990       %A = undef
1991       %B = undef
1992       %C = undef
1993       %D = undef
1994       %E = undef
1995       %F = undef
1996
1997 This example points out that two '``undef``' operands are not
1998 necessarily the same. This can be surprising to people (and also matches
1999 C semantics) where they assume that "``X^X``" is always zero, even if
2000 ``X`` is undefined. This isn't true for a number of reasons, but the
2001 short answer is that an '``undef``' "variable" can arbitrarily change
2002 its value over its "live range". This is true because the variable
2003 doesn't actually *have a live range*. Instead, the value is logically
2004 read from arbitrary registers that happen to be around when needed, so
2005 the value is not necessarily consistent over time. In fact, ``%A`` and
2006 ``%C`` need to have the same semantics or the core LLVM "replace all
2007 uses with" concept would not hold.
2008
2009 .. code-block:: llvm
2010
2011       %A = fdiv undef, %X
2012       %B = fdiv %X, undef
2013     Safe:
2014       %A = undef
2015     b: unreachable
2016
2017 These examples show the crucial difference between an *undefined value*
2018 and *undefined behavior*. An undefined value (like '``undef``') is
2019 allowed to have an arbitrary bit-pattern. This means that the ``%A``
2020 operation can be constant folded to '``undef``', because the '``undef``'
2021 could be an SNaN, and ``fdiv`` is not (currently) defined on SNaN's.
2022 However, in the second example, we can make a more aggressive
2023 assumption: because the ``undef`` is allowed to be an arbitrary value,
2024 we are allowed to assume that it could be zero. Since a divide by zero
2025 has *undefined behavior*, we are allowed to assume that the operation
2026 does not execute at all. This allows us to delete the divide and all
2027 code after it. Because the undefined operation "can't happen", the
2028 optimizer can assume that it occurs in dead code.
2029
2030 .. code-block:: llvm
2031
2032     a:  store undef -> %X
2033     b:  store %X -> undef
2034     Safe:
2035     a: <deleted>
2036     b: unreachable
2037
2038 These examples reiterate the ``fdiv`` example: a store *of* an undefined
2039 value can be assumed to not have any effect; we can assume that the
2040 value is overwritten with bits that happen to match what was already
2041 there. However, a store *to* an undefined location could clobber
2042 arbitrary memory, therefore, it has undefined behavior.
2043
2044 .. _poisonvalues:
2045
2046 Poison Values
2047 -------------
2048
2049 Poison values are similar to :ref:`undef values <undefvalues>`, however
2050 they also represent the fact that an instruction or constant expression
2051 which cannot evoke side effects has nevertheless detected a condition
2052 which results in undefined behavior.
2053
2054 There is currently no way of representing a poison value in the IR; they
2055 only exist when produced by operations such as :ref:`add <i_add>` with
2056 the ``nsw`` flag.
2057
2058 Poison value behavior is defined in terms of value *dependence*:
2059
2060 -  Values other than :ref:`phi <i_phi>` nodes depend on their operands.
2061 -  :ref:`Phi <i_phi>` nodes depend on the operand corresponding to
2062    their dynamic predecessor basic block.
2063 -  Function arguments depend on the corresponding actual argument values
2064    in the dynamic callers of their functions.
2065 -  :ref:`Call <i_call>` instructions depend on the :ref:`ret <i_ret>`
2066    instructions that dynamically transfer control back to them.
2067 -  :ref:`Invoke <i_invoke>` instructions depend on the
2068    :ref:`ret <i_ret>`, :ref:`resume <i_resume>`, or exception-throwing
2069    call instructions that dynamically transfer control back to them.
2070 -  Non-volatile loads and stores depend on the most recent stores to all
2071    of the referenced memory addresses, following the order in the IR
2072    (including loads and stores implied by intrinsics such as
2073    :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`.)
2074 -  An instruction with externally visible side effects depends on the
2075    most recent preceding instruction with externally visible side
2076    effects, following the order in the IR. (This includes :ref:`volatile
2077    operations <volatile>`.)
2078 -  An instruction *control-depends* on a :ref:`terminator
2079    instruction <terminators>` if the terminator instruction has
2080    multiple successors and the instruction is always executed when
2081    control transfers to one of the successors, and may not be executed
2082    when control is transferred to another.
2083 -  Additionally, an instruction also *control-depends* on a terminator
2084    instruction if the set of instructions it otherwise depends on would
2085    be different if the terminator had transferred control to a different
2086    successor.
2087 -  Dependence is transitive.
2088
2089 Poison Values have the same behavior as :ref:`undef values <undefvalues>`,
2090 with the additional affect that any instruction which has a *dependence*
2091 on a poison value has undefined behavior.
2092
2093 Here are some examples:
2094
2095 .. code-block:: llvm
2096
2097     entry:
2098       %poison = sub nuw i32 0, 1           ; Results in a poison value.
2099       %still_poison = and i32 %poison, 0   ; 0, but also poison.
2100       %poison_yet_again = getelementptr i32* @h, i32 %still_poison
2101       store i32 0, i32* %poison_yet_again  ; memory at @h[0] is poisoned
2102
2103       store i32 %poison, i32* @g           ; Poison value stored to memory.
2104       %poison2 = load i32* @g              ; Poison value loaded back from memory.
2105
2106       store volatile i32 %poison, i32* @g  ; External observation; undefined behavior.
2107
2108       %narrowaddr = bitcast i32* @g to i16*
2109       %wideaddr = bitcast i32* @g to i64*
2110       %poison3 = load i16* %narrowaddr     ; Returns a poison value.
2111       %poison4 = load i64* %wideaddr       ; Returns a poison value.
2112
2113       %cmp = icmp slt i32 %poison, 0       ; Returns a poison value.
2114       br i1 %cmp, label %true, label %end  ; Branch to either destination.
2115
2116     true:
2117       store volatile i32 0, i32* @g        ; This is control-dependent on %cmp, so
2118                                            ; it has undefined behavior.
2119       br label %end
2120
2121     end:
2122       %p = phi i32 [ 0, %entry ], [ 1, %true ]
2123                                            ; Both edges into this PHI are
2124                                            ; control-dependent on %cmp, so this
2125                                            ; always results in a poison value.
2126
2127       store volatile i32 0, i32* @g        ; This would depend on the store in %true
2128                                            ; if %cmp is true, or the store in %entry
2129                                            ; otherwise, so this is undefined behavior.
2130
2131       br i1 %cmp, label %second_true, label %second_end
2132                                            ; The same branch again, but this time the
2133                                            ; true block doesn't have side effects.
2134
2135     second_true:
2136       ; No side effects!
2137       ret void
2138
2139     second_end:
2140       store volatile i32 0, i32* @g        ; This time, the instruction always depends
2141                                            ; on the store in %end. Also, it is
2142                                            ; control-equivalent to %end, so this is
2143                                            ; well-defined (ignoring earlier undefined
2144                                            ; behavior in this example).
2145
2146 .. _blockaddress:
2147
2148 Addresses of Basic Blocks
2149 -------------------------
2150
2151 ``blockaddress(@function, %block)``
2152
2153 The '``blockaddress``' constant computes the address of the specified
2154 basic block in the specified function, and always has an ``i8*`` type.
2155 Taking the address of the entry block is illegal.
2156
2157 This value only has defined behavior when used as an operand to the
2158 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`' instruction, or for comparisons
2159 against null. Pointer equality tests between labels addresses results in
2160 undefined behavior --- though, again, comparison against null is ok, and
2161 no label is equal to the null pointer. This may be passed around as an
2162 opaque pointer sized value as long as the bits are not inspected. This
2163 allows ``ptrtoint`` and arithmetic to be performed on these values so
2164 long as the original value is reconstituted before the ``indirectbr``
2165 instruction.
2166
2167 Finally, some targets may provide defined semantics when using the value
2168 as the operand to an inline assembly, but that is target specific.
2169
2170 Constant Expressions
2171 --------------------
2172
2173 Constant expressions are used to allow expressions involving other
2174 constants to be used as constants. Constant expressions may be of any
2175 :ref:`first class <t_firstclass>` type and may involve any LLVM operation
2176 that does not have side effects (e.g. load and call are not supported).
2177 The following is the syntax for constant expressions:
2178
2179 ``trunc (CST to TYPE)``
2180     Truncate a constant to another type. The bit size of CST must be
2181     larger than the bit size of TYPE. Both types must be integers.
2182 ``zext (CST to TYPE)``
2183     Zero extend a constant to another type. The bit size of CST must be
2184     smaller than the bit size of TYPE. Both types must be integers.
2185 ``sext (CST to TYPE)``
2186     Sign extend a constant to another type. The bit size of CST must be
2187     smaller than the bit size of TYPE. Both types must be integers.
2188 ``fptrunc (CST to TYPE)``
2189     Truncate a floating point constant to another floating point type.
2190     The size of CST must be larger than the size of TYPE. Both types
2191     must be floating point.
2192 ``fpext (CST to TYPE)``
2193     Floating point extend a constant to another type. The size of CST
2194     must be smaller or equal to the size of TYPE. Both types must be
2195     floating point.
2196 ``fptoui (CST to TYPE)``
2197     Convert a floating point constant to the corresponding unsigned
2198     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
2199     must be of scalar or vector floating point type. Both CST and TYPE
2200     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
2201     value won't fit in the integer type, the results are undefined.
2202 ``fptosi (CST to TYPE)``
2203     Convert a floating point constant to the corresponding signed
2204     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
2205     must be of scalar or vector floating point type. Both CST and TYPE
2206     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
2207     value won't fit in the integer type, the results are undefined.
2208 ``uitofp (CST to TYPE)``
2209     Convert an unsigned integer constant to the corresponding floating
2210     point constant. TYPE must be a scalar or vector floating point type.
2211     CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
2212     be scalars, or vectors of the same number of elements. If the value
2213     won't fit in the floating point type, the results are undefined.
2214 ``sitofp (CST to TYPE)``
2215     Convert a signed integer constant to the corresponding floating
2216     point constant. TYPE must be a scalar or vector floating point type.
2217     CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
2218     be scalars, or vectors of the same number of elements. If the value
2219     won't fit in the floating point type, the results are undefined.
2220 ``ptrtoint (CST to TYPE)``
2221     Convert a pointer typed constant to the corresponding integer
2222     constant ``TYPE`` must be an integer type. ``CST`` must be of
2223     pointer type. The ``CST`` value is zero extended, truncated, or
2224     unchanged to make it fit in ``TYPE``.
2225 ``inttoptr (CST to TYPE)``
2226     Convert an integer constant to a pointer constant. TYPE must be a
2227     pointer type. CST must be of integer type. The CST value is zero
2228     extended, truncated, or unchanged to make it fit in a pointer size.
2229     This one is *really* dangerous!
2230 ``bitcast (CST to TYPE)``
2231     Convert a constant, CST, to another TYPE. The constraints of the
2232     operands are the same as those for the :ref:`bitcast
2233     instruction <i_bitcast>`.
2234 ``getelementptr (CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``, ``getelementptr inbounds (CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``
2235     Perform the :ref:`getelementptr operation <i_getelementptr>` on
2236     constants. As with the :ref:`getelementptr <i_getelementptr>`
2237     instruction, the index list may have zero or more indexes, which are
2238     required to make sense for the type of "CSTPTR".
2239 ``select (COND, VAL1, VAL2)``
2240     Perform the :ref:`select operation <i_select>` on constants.
2241 ``icmp COND (VAL1, VAL2)``
2242     Performs the :ref:`icmp operation <i_icmp>` on constants.
2243 ``fcmp COND (VAL1, VAL2)``
2244     Performs the :ref:`fcmp operation <i_fcmp>` on constants.
2245 ``extractelement (VAL, IDX)``
2246     Perform the :ref:`extractelement operation <i_extractelement>` on
2247     constants.
2248 ``insertelement (VAL, ELT, IDX)``
2249     Perform the :ref:`insertelement operation <i_insertelement>` on
2250     constants.
2251 ``shufflevector (VEC1, VEC2, IDXMASK)``
2252     Perform the :ref:`shufflevector operation <i_shufflevector>` on
2253     constants.
2254 ``extractvalue (VAL, IDX0, IDX1, ...)``
2255     Perform the :ref:`extractvalue operation <i_extractvalue>` on
2256     constants. The index list is interpreted in a similar manner as
2257     indices in a ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At
2258     least one index value must be specified.
2259 ``insertvalue (VAL, ELT, IDX0, IDX1, ...)``
2260     Perform the :ref:`insertvalue operation <i_insertvalue>` on constants.
2261     The index list is interpreted in a similar manner as indices in a
2262     ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At least one index
2263     value must be specified.
2264 ``OPCODE (LHS, RHS)``
2265     Perform the specified operation of the LHS and RHS constants. OPCODE
2266     may be any of the :ref:`binary <binaryops>` or :ref:`bitwise
2267     binary <bitwiseops>` operations. The constraints on operands are
2268     the same as those for the corresponding instruction (e.g. no bitwise
2269     operations on floating point values are allowed).
2270
2271 Other Values
2272 ============
2273
2274 Inline Assembler Expressions
2275 ----------------------------
2276
2277 LLVM supports inline assembler expressions (as opposed to :ref:`Module-Level
2278 Inline Assembly <moduleasm>`) through the use of a special value. This
2279 value represents the inline assembler as a string (containing the
2280 instructions to emit), a list of operand constraints (stored as a
2281 string), a flag that indicates whether or not the inline asm expression
2282 has side effects, and a flag indicating whether the function containing
2283 the asm needs to align its stack conservatively. An example inline
2284 assembler expression is:
2285
2286 .. code-block:: llvm
2287
2288     i32 (i32) asm "bswap $0", "=r,r"
2289
2290 Inline assembler expressions may **only** be used as the callee operand
2291 of a :ref:`call <i_call>` or an :ref:`invoke <i_invoke>` instruction.
2292 Thus, typically we have:
2293
2294 .. code-block:: llvm
2295
2296     %X = call i32 asm "bswap $0", "=r,r"(i32 %Y)
2297
2298 Inline asms with side effects not visible in the constraint list must be
2299 marked as having side effects. This is done through the use of the
2300 '``sideeffect``' keyword, like so:
2301
2302 .. code-block:: llvm
2303
2304     call void asm sideeffect "eieio", ""()
2305
2306 In some cases inline asms will contain code that will not work unless
2307 the stack is aligned in some way, such as calls or SSE instructions on
2308 x86, yet will not contain code that does that alignment within the asm.
2309 The compiler should make conservative assumptions about what the asm
2310 might contain and should generate its usual stack alignment code in the
2311 prologue if the '``alignstack``' keyword is present:
2312
2313 .. code-block:: llvm
2314
2315     call void asm alignstack "eieio", ""()
2316
2317 Inline asms also support using non-standard assembly dialects. The
2318 assumed dialect is ATT. When the '``inteldialect``' keyword is present,
2319 the inline asm is using the Intel dialect. Currently, ATT and Intel are
2320 the only supported dialects. An example is:
2321
2322 .. code-block:: llvm
2323
2324     call void asm inteldialect "eieio", ""()
2325
2326 If multiple keywords appear the '``sideeffect``' keyword must come
2327 first, the '``alignstack``' keyword second and the '``inteldialect``'
2328 keyword last.
2329
2330 Inline Asm Metadata
2331 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2332
2333 The call instructions that wrap inline asm nodes may have a
2334 "``!srcloc``" MDNode attached to it that contains a list of constant
2335 integers. If present, the code generator will use the integer as the
2336 location cookie value when report errors through the ``LLVMContext``
2337 error reporting mechanisms. This allows a front-end to correlate backend
2338 errors that occur with inline asm back to the source code that produced
2339 it. For example:
2340
2341 .. code-block:: llvm
2342
2343     call void asm sideeffect "something bad", ""(), !srcloc !42
2344     ...
2345     !42 = !{ i32 1234567 }
2346
2347 It is up to the front-end to make sense of the magic numbers it places
2348 in the IR. If the MDNode contains multiple constants, the code generator
2349 will use the one that corresponds to the line of the asm that the error
2350 occurs on.
2351
2352 .. _metadata:
2353
2354 Metadata Nodes and Metadata Strings
2355 -----------------------------------
2356
2357 LLVM IR allows metadata to be attached to instructions in the program
2358 that can convey extra information about the code to the optimizers and
2359 code generator. One example application of metadata is source-level
2360 debug information. There are two metadata primitives: strings and nodes.
2361 All metadata has the ``metadata`` type and is identified in syntax by a
2362 preceding exclamation point ('``!``').
2363
2364 A metadata string is a string surrounded by double quotes. It can
2365 contain any character by escaping non-printable characters with
2366 "``\xx``" where "``xx``" is the two digit hex code. For example:
2367 "``!"test\00"``".
2368
2369 Metadata nodes are represented with notation similar to structure
2370 constants (a comma separated list of elements, surrounded by braces and
2371 preceded by an exclamation point). Metadata nodes can have any values as
2372 their operand. For example:
2373
2374 .. code-block:: llvm
2375
2376     !{ metadata !"test\00", i32 10}
2377
2378 A :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` is a collection of
2379 metadata nodes, which can be looked up in the module symbol table. For
2380 example:
2381
2382 .. code-block:: llvm
2383
2384     !foo =  metadata !{!4, !3}
2385
2386 Metadata can be used as function arguments. Here ``llvm.dbg.value``
2387 function is using two metadata arguments:
2388
2389 .. code-block:: llvm
2390
2391     call void @llvm.dbg.value(metadata !24, i64 0, metadata !25)
2392
2393 Metadata can be attached with an instruction. Here metadata ``!21`` is
2394 attached to the ``add`` instruction using the ``!dbg`` identifier:
2395
2396 .. code-block:: llvm
2397
2398     %indvar.next = add i64 %indvar, 1, !dbg !21
2399
2400 More information about specific metadata nodes recognized by the
2401 optimizers and code generator is found below.
2402
2403 '``tbaa``' Metadata
2404 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2405
2406 In LLVM IR, memory does not have types, so LLVM's own type system is not
2407 suitable for doing TBAA. Instead, metadata is added to the IR to
2408 describe a type system of a higher level language. This can be used to
2409 implement typical C/C++ TBAA, but it can also be used to implement
2410 custom alias analysis behavior for other languages.
2411
2412 The current metadata format is very simple. TBAA metadata nodes have up
2413 to three fields, e.g.:
2414
2415 .. code-block:: llvm
2416
2417     !0 = metadata !{ metadata !"an example type tree" }
2418     !1 = metadata !{ metadata !"int", metadata !0 }
2419     !2 = metadata !{ metadata !"float", metadata !0 }
2420     !3 = metadata !{ metadata !"const float", metadata !2, i64 1 }
2421
2422 The first field is an identity field. It can be any value, usually a
2423 metadata string, which uniquely identifies the type. The most important
2424 name in the tree is the name of the root node. Two trees with different
2425 root node names are entirely disjoint, even if they have leaves with
2426 common names.
2427
2428 The second field identifies the type's parent node in the tree, or is
2429 null or omitted for a root node. A type is considered to alias all of
2430 its descendants and all of its ancestors in the tree. Also, a type is
2431 considered to alias all types in other trees, so that bitcode produced
2432 from multiple front-ends is handled conservatively.
2433
2434 If the third field is present, it's an integer which if equal to 1
2435 indicates that the type is "constant" (meaning
2436 ``pointsToConstantMemory`` should return true; see `other useful
2437 AliasAnalysis methods <AliasAnalysis.html#OtherItfs>`_).
2438
2439 '``tbaa.struct``' Metadata
2440 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2441
2442 The :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>` is often used to implement
2443 aggregate assignment operations in C and similar languages, however it
2444 is defined to copy a contiguous region of memory, which is more than
2445 strictly necessary for aggregate types which contain holes due to
2446 padding. Also, it doesn't contain any TBAA information about the fields
2447 of the aggregate.
2448
2449 ``!tbaa.struct`` metadata can describe which memory subregions in a
2450 memcpy are padding and what the TBAA tags of the struct are.
2451
2452 The current metadata format is very simple. ``!tbaa.struct`` metadata
2453 nodes are a list of operands which are in conceptual groups of three.
2454 For each group of three, the first operand gives the byte offset of a
2455 field in bytes, the second gives its size in bytes, and the third gives
2456 its tbaa tag. e.g.:
2457
2458 .. code-block:: llvm
2459
2460     !4 = metadata !{ i64 0, i64 4, metadata !1, i64 8, i64 4, metadata !2 }
2461
2462 This describes a struct with two fields. The first is at offset 0 bytes
2463 with size 4 bytes, and has tbaa tag !1. The second is at offset 8 bytes
2464 and has size 4 bytes and has tbaa tag !2.
2465
2466 Note that the fields need not be contiguous. In this example, there is a
2467 4 byte gap between the two fields. This gap represents padding which
2468 does not carry useful data and need not be preserved.
2469
2470 '``fpmath``' Metadata
2471 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2472
2473 ``fpmath`` metadata may be attached to any instruction of floating point
2474 type. It can be used to express the maximum acceptable error in the
2475 result of that instruction, in ULPs, thus potentially allowing the
2476 compiler to use a more efficient but less accurate method of computing
2477 it. ULP is defined as follows:
2478
2479     If ``x`` is a real number that lies between two finite consecutive
2480     floating-point numbers ``a`` and ``b``, without being equal to one
2481     of them, then ``ulp(x) = |b - a|``, otherwise ``ulp(x)`` is the
2482     distance between the two non-equal finite floating-point numbers
2483     nearest ``x``. Moreover, ``ulp(NaN)`` is ``NaN``.
2484
2485 The metadata node shall consist of a single positive floating point
2486 number representing the maximum relative error, for example:
2487
2488 .. code-block:: llvm
2489
2490     !0 = metadata !{ float 2.5 } ; maximum acceptable inaccuracy is 2.5 ULPs
2491
2492 '``range``' Metadata
2493 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2494
2495 ``range`` metadata may be attached only to loads of integer types. It
2496 expresses the possible ranges the loaded value is in. The ranges are
2497 represented with a flattened list of integers. The loaded value is known
2498 to be in the union of the ranges defined by each consecutive pair. Each
2499 pair has the following properties:
2500
2501 -  The type must match the type loaded by the instruction.
2502 -  The pair ``a,b`` represents the range ``[a,b)``.
2503 -  Both ``a`` and ``b`` are constants.
2504 -  The range is allowed to wrap.
2505 -  The range should not represent the full or empty set. That is,
2506    ``a!=b``.
2507
2508 In addition, the pairs must be in signed order of the lower bound and
2509 they must be non-contiguous.
2510
2511 Examples:
2512
2513 .. code-block:: llvm
2514
2515       %a = load i8* %x, align 1, !range !0 ; Can only be 0 or 1
2516       %b = load i8* %y, align 1, !range !1 ; Can only be 255 (-1), 0 or 1
2517       %c = load i8* %z, align 1, !range !2 ; Can only be 0, 1, 3, 4 or 5
2518       %d = load i8* %z, align 1, !range !3 ; Can only be -2, -1, 3, 4 or 5
2519     ...
2520     !0 = metadata !{ i8 0, i8 2 }
2521     !1 = metadata !{ i8 255, i8 2 }
2522     !2 = metadata !{ i8 0, i8 2, i8 3, i8 6 }
2523     !3 = metadata !{ i8 -2, i8 0, i8 3, i8 6 }
2524
2525 '``llvm.loop``'
2526 ^^^^^^^^^^^^^^^
2527
2528 It is sometimes useful to attach information to loop constructs. Currently,
2529 loop metadata is implemented as metadata attached to the branch instruction
2530 in the loop latch block. This type of metadata refer to a metadata node that is
2531 guaranteed to be separate for each loop. The loop-level metadata is prefixed
2532 with ``llvm.loop``.
2533
2534 The loop identifier metadata is implemented using a metadata that refers to
2535 itself as follows:
2536
2537 .. code-block:: llvm
2538     !0 = metadata !{ metadata !0 }
2539
2540 '``llvm.loop.parallel``' Metadata
2541 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2542
2543 This loop metadata can be used to communicate that a loop should be considered
2544 a parallel loop. The semantics of parallel loops in this case is the one
2545 with the strongest cross-iteration instruction ordering freedom: the
2546 iterations in the loop can be considered completely independent of each
2547 other (also known as embarrassingly parallel loops).
2548
2549 This metadata can originate from a programming language with parallel loop
2550 constructs. In such a case it is completely the programmer's responsibility
2551 to ensure the instructions from the different iterations of the loop can be
2552 executed in an arbitrary order, in parallel, or intertwined. No loop-carried
2553 dependency checking at all must be expected from the compiler.
2554
2555 In order to fulfill the LLVM requirement for metadata to be safely ignored,
2556 it is important to ensure that a parallel loop is converted to
2557 a sequential loop in case an optimization (agnostic of the parallel loop
2558 semantics) converts the loop back to such. This happens when new memory
2559 accesses that do not fulfill the requirement of free ordering across iterations
2560 are added to the loop. Therefore, this metadata is required, but not
2561 sufficient, to consider the loop at hand a parallel loop. For a loop
2562 to be parallel,  all its memory accessing instructions need to be
2563 marked with the ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata that refer
2564 to the same loop identifier metadata that identify the loop at hand.
2565
2566 '``llvm.mem``'
2567 ^^^^^^^^^^^^^^^
2568
2569 Metadata types used to annotate memory accesses with information helpful
2570 for optimizations are prefixed with ``llvm.mem``.
2571
2572 '``llvm.mem.parallel_loop_access``' Metadata
2573 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2574
2575 For a loop to be parallel, in addition to using
2576 the ``llvm.loop.parallel`` metadata to mark the loop latch branch instruction,
2577 also all of the memory accessing instructions in the loop body need to be
2578 marked with the ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata. If there
2579 is at least one memory accessing instruction not marked with the metadata,
2580 the loop, despite it possibly using the ``llvm.loop.parallel`` metadata,
2581 must be considered a sequential loop. This causes parallel loops to be
2582 converted to sequential loops due to optimization passes that are unaware of
2583 the parallel semantics and that insert new memory instructions to the loop
2584 body.
2585
2586 Example of a loop that is considered parallel due to its correct use of
2587 both ``llvm.loop.parallel`` and ``llvm.mem.parallel_loop_access``
2588 metadata types that refer to the same loop identifier metadata.
2589
2590 .. code-block:: llvm
2591
2592    for.body:
2593    ...
2594    %0 = load i32* %arrayidx, align 4, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
2595    ...
2596    store i32 %0, i32* %arrayidx4, align 4, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
2597    ...
2598    br i1 %exitcond, label %for.end, label %for.body, !llvm.loop.parallel !0
2599
2600    for.end:
2601    ...
2602    !0 = metadata !{ metadata !0 }
2603
2604 It is also possible to have nested parallel loops. In that case the
2605 memory accesses refer to a list of loop identifier metadata nodes instead of
2606 the loop identifier metadata node directly:
2607
2608 .. code-block:: llvm
2609
2610    outer.for.body:
2611    ...
2612
2613    inner.for.body:
2614    ...
2615    %0 = load i32* %arrayidx, align 4, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
2616    ...
2617    store i32 %0, i32* %arrayidx4, align 4, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
2618    ...
2619    br i1 %exitcond, label %inner.for.end, label %inner.for.body, !llvm.loop.parallel !1
2620
2621    inner.for.end:
2622    ...
2623    %0 = load i32* %arrayidx, align 4, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
2624    ...
2625    store i32 %0, i32* %arrayidx4, align 4, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
2626    ...
2627    br i1 %exitcond, label %outer.for.end, label %outer.for.body, !llvm.loop.parallel !2
2628
2629    outer.for.end:                                          ; preds = %for.body
2630    ...
2631    !0 = metadata !{ metadata !1, metadata !2 } ; a list of parallel loop identifiers
2632    !1 = metadata !{ metadata !1 } ; an identifier for the inner parallel loop
2633    !2 = metadata !{ metadata !2 } ; an identifier for the outer parallel loop
2634
2635
2636 Module Flags Metadata
2637 =====================
2638
2639 Information about the module as a whole is difficult to convey to LLVM's
2640 subsystems. The LLVM IR isn't sufficient to transmit this information.
2641 The ``llvm.module.flags`` named metadata exists in order to facilitate
2642 this. These flags are in the form of key / value pairs --- much like a
2643 dictionary --- making it easy for any subsystem who cares about a flag to
2644 look it up.
2645
2646 The ``llvm.module.flags`` metadata contains a list of metadata triplets.
2647 Each triplet has the following form:
2648
2649 -  The first element is a *behavior* flag, which specifies the behavior
2650    when two (or more) modules are merged together, and it encounters two
2651    (or more) metadata with the same ID. The supported behaviors are
2652    described below.
2653 -  The second element is a metadata string that is a unique ID for the
2654    metadata. Each module may only have one flag entry for each unique ID (not
2655    including entries with the **Require** behavior).
2656 -  The third element is the value of the flag.
2657
2658 When two (or more) modules are merged together, the resulting
2659 ``llvm.module.flags`` metadata is the union of the modules' flags. That is, for
2660 each unique metadata ID string, there will be exactly one entry in the merged
2661 modules ``llvm.module.flags`` metadata table, and the value for that entry will
2662 be determined by the merge behavior flag, as described below. The only exception
2663 is that entries with the *Require* behavior are always preserved.
2664
2665 The following behaviors are supported:
2666
2667 .. list-table::
2668    :header-rows: 1
2669    :widths: 10 90
2670
2671    * - Value
2672      - Behavior
2673
2674    * - 1
2675      - **Error**
2676            Emits an error if two values disagree, otherwise the resulting value
2677            is that of the operands.
2678
2679    * - 2
2680      - **Warning**
2681            Emits a warning if two values disagree. The result value will be the
2682            operand for the flag from the first module being linked.
2683
2684    * - 3
2685      - **Require**
2686            Adds a requirement that another module flag be present and have a
2687            specified value after linking is performed. The value must be a
2688            metadata pair, where the first element of the pair is the ID of the
2689            module flag to be restricted, and the second element of the pair is
2690            the value the module flag should be restricted to. This behavior can
2691            be used to restrict the allowable results (via triggering of an
2692            error) of linking IDs with the **Override** behavior.
2693
2694    * - 4
2695      - **Override**
2696            Uses the specified value, regardless of the behavior or value of the
2697            other module. If both modules specify **Override**, but the values
2698            differ, an error will be emitted.
2699
2700    * - 5
2701      - **Append**
2702            Appends the two values, which are required to be metadata nodes.
2703
2704    * - 6
2705      - **AppendUnique**
2706            Appends the two values, which are required to be metadata
2707            nodes. However, duplicate entries in the second list are dropped
2708            during the append operation.
2709
2710 It is an error for a particular unique flag ID to have multiple behaviors,
2711 except in the case of **Require** (which adds restrictions on another metadata
2712 value) or **Override**.
2713
2714 An example of module flags:
2715
2716 .. code-block:: llvm
2717
2718     !0 = metadata !{ i32 1, metadata !"foo", i32 1 }
2719     !1 = metadata !{ i32 4, metadata !"bar", i32 37 }
2720     !2 = metadata !{ i32 2, metadata !"qux", i32 42 }
2721     !3 = metadata !{ i32 3, metadata !"qux",
2722       metadata !{
2723         metadata !"foo", i32 1
2724       }
2725     }
2726     !llvm.module.flags = !{ !0, !1, !2, !3 }
2727
2728 -  Metadata ``!0`` has the ID ``!"foo"`` and the value '1'. The behavior
2729    if two or more ``!"foo"`` flags are seen is to emit an error if their
2730    values are not equal.
2731
2732 -  Metadata ``!1`` has the ID ``!"bar"`` and the value '37'. The
2733    behavior if two or more ``!"bar"`` flags are seen is to use the value
2734    '37'.
2735
2736 -  Metadata ``!2`` has the ID ``!"qux"`` and the value '42'. The
2737    behavior if two or more ``!"qux"`` flags are seen is to emit a
2738    warning if their values are not equal.
2739
2740 -  Metadata ``!3`` has the ID ``!"qux"`` and the value:
2741
2742    ::
2743
2744        metadata !{ metadata !"foo", i32 1 }
2745
2746    The behavior is to emit an error if the ``llvm.module.flags`` does not
2747    contain a flag with the ID ``!"foo"`` that has the value '1' after linking is
2748    performed.
2749
2750 Objective-C Garbage Collection Module Flags Metadata
2751 ----------------------------------------------------
2752
2753 On the Mach-O platform, Objective-C stores metadata about garbage
2754 collection in a special section called "image info". The metadata
2755 consists of a version number and a bitmask specifying what types of
2756 garbage collection are supported (if any) by the file. If two or more
2757 modules are linked together their garbage collection metadata needs to
2758 be merged rather than appended together.
2759
2760 The Objective-C garbage collection module flags metadata consists of the
2761 following key-value pairs:
2762
2763 .. list-table::
2764    :header-rows: 1
2765    :widths: 30 70
2766
2767    * - Key
2768      - Value
2769
2770    * - ``Objective-C Version``
2771      - **[Required]** --- The Objective-C ABI version. Valid values are 1 and 2.
2772
2773    * - ``Objective-C Image Info Version``
2774      - **[Required]** --- The version of the image info section. Currently
2775        always 0.
2776
2777    * - ``Objective-C Image Info Section``
2778      - **[Required]** --- The section to place the metadata. Valid values are
2779        ``"__OBJC, __image_info, regular"`` for Objective-C ABI version 1, and
2780        ``"__DATA,__objc_imageinfo, regular, no_dead_strip"`` for
2781        Objective-C ABI version 2.
2782
2783    * - ``Objective-C Garbage Collection``
2784      - **[Required]** --- Specifies whether garbage collection is supported or
2785        not. Valid values are 0, for no garbage collection, and 2, for garbage
2786        collection supported.
2787
2788    * - ``Objective-C GC Only``
2789      - **[Optional]** --- Specifies that only garbage collection is supported.
2790        If present, its value must be 6. This flag requires that the
2791        ``Objective-C Garbage Collection`` flag have the value 2.
2792
2793 Some important flag interactions:
2794
2795 -  If a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 is
2796    merged with a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to
2797    2, then the resulting module has the
2798    ``Objective-C Garbage Collection`` flag set to 0.
2799 -  A module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 cannot be
2800    merged with a module with ``Objective-C GC Only`` set to 6.
2801
2802 Automatic Linker Flags Module Flags Metadata
2803 --------------------------------------------
2804
2805 Some targets support embedding flags to the linker inside individual object
2806 files. Typically this is used in conjunction with language extensions which
2807 allow source files to explicitly declare the libraries they depend on, and have
2808 these automatically be transmitted to the linker via object files.
2809
2810 These flags are encoded in the IR using metadata in the module flags section,
2811 using the ``Linker Options`` key. The merge behavior for this flag is required
2812 to be ``AppendUnique``, and the value for the key is expected to be a metadata
2813 node which should be a list of other metadata nodes, each of which should be a
2814 list of metadata strings defining linker options.
2815
2816 For example, the following metadata section specifies two separate sets of
2817 linker options, presumably to link against ``libz`` and the ``Cocoa``
2818 framework::
2819
2820     !0 = metadata !{ i32 6, metadata !"Linker Options", 
2821        metadata !{
2822           metadata !{ metadata !"-lz" },
2823           metadata !{ metadata !"-framework", metadata !"Cocoa" } } }
2824     !llvm.module.flags = !{ !0 }
2825
2826 The metadata encoding as lists of lists of options, as opposed to a collapsed
2827 list of options, is chosen so that the IR encoding can use multiple option
2828 strings to specify e.g., a single library, while still having that specifier be
2829 preserved as an atomic element that can be recognized by a target specific
2830 assembly writer or object file emitter.
2831
2832 Each individual option is required to be either a valid option for the target's
2833 linker, or an option that is reserved by the target specific assembly writer or
2834 object file emitter. No other aspect of these options is defined by the IR.
2835
2836 Intrinsic Global Variables
2837 ==========================
2838
2839 LLVM has a number of "magic" global variables that contain data that
2840 affect code generation or other IR semantics. These are documented here.
2841 All globals of this sort should have a section specified as
2842 "``llvm.metadata``". This section and all globals that start with
2843 "``llvm.``" are reserved for use by LLVM.
2844
2845 The '``llvm.used``' Global Variable
2846 -----------------------------------
2847
2848 The ``@llvm.used`` global is an array with i8\* element type which has
2849 :ref:`appending linkage <linkage_appending>`. This array contains a list of
2850 pointers to global variables and functions which may optionally have a
2851 pointer cast formed of bitcast or getelementptr. For example, a legal
2852 use of it is:
2853
2854 .. code-block:: llvm
2855
2856     @X = global i8 4
2857     @Y = global i32 123
2858
2859     @llvm.used = appending global [2 x i8*] [
2860        i8* @X,
2861        i8* bitcast (i32* @Y to i8*)
2862     ], section "llvm.metadata"
2863
2864 If a global variable appears in the ``@llvm.used`` list, then the
2865 compiler, assembler, and linker are required to treat the symbol as if
2866 there is a reference to the global that it cannot see. For example, if a
2867 variable has internal linkage and no references other than that from the
2868 ``@llvm.used`` list, it cannot be deleted. This is commonly used to
2869 represent references from inline asms and other things the compiler
2870 cannot "see", and corresponds to "``attribute((used))``" in GNU C.
2871
2872 On some targets, the code generator must emit a directive to the
2873 assembler or object file to prevent the assembler and linker from
2874 molesting the symbol.
2875
2876 The '``llvm.compiler.used``' Global Variable
2877 --------------------------------------------
2878
2879 The ``@llvm.compiler.used`` directive is the same as the ``@llvm.used``
2880 directive, except that it only prevents the compiler from touching the
2881 symbol. On targets that support it, this allows an intelligent linker to
2882 optimize references to the symbol without being impeded as it would be
2883 by ``@llvm.used``.
2884
2885 This is a rare construct that should only be used in rare circumstances,
2886 and should not be exposed to source languages.
2887
2888 The '``llvm.global_ctors``' Global Variable
2889 -------------------------------------------
2890
2891 .. code-block:: llvm
2892
2893     %0 = type { i32, void ()* }
2894     @llvm.global_ctors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @ctor }]
2895
2896 The ``@llvm.global_ctors`` array contains a list of constructor
2897 functions and associated priorities. The functions referenced by this
2898 array will be called in ascending order of priority (i.e. lowest first)
2899 when the module is loaded. The order of functions with the same priority
2900 is not defined.
2901
2902 The '``llvm.global_dtors``' Global Variable
2903 -------------------------------------------
2904
2905 .. code-block:: llvm
2906
2907     %0 = type { i32, void ()* }
2908     @llvm.global_dtors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @dtor }]
2909
2910 The ``@llvm.global_dtors`` array contains a list of destructor functions
2911 and associated priorities. The functions referenced by this array will
2912 be called in descending order of priority (i.e. highest first) when the
2913 module is loaded. The order of functions with the same priority is not
2914 defined.
2915
2916 Instruction Reference
2917 =====================
2918
2919 The LLVM instruction set consists of several different classifications
2920 of instructions: :ref:`terminator instructions <terminators>`, :ref:`binary
2921 instructions <binaryops>`, :ref:`bitwise binary
2922 instructions <bitwiseops>`, :ref:`memory instructions <memoryops>`, and
2923 :ref:`other instructions <otherops>`.
2924
2925 .. _terminators:
2926
2927 Terminator Instructions
2928 -----------------------
2929
2930 As mentioned :ref:`previously <functionstructure>`, every basic block in a
2931 program ends with a "Terminator" instruction, which indicates which
2932 block should be executed after the current block is finished. These
2933 terminator instructions typically yield a '``void``' value: they produce
2934 control flow, not values (the one exception being the
2935 ':ref:`invoke <i_invoke>`' instruction).
2936
2937 The terminator instructions are: ':ref:`ret <i_ret>`',
2938 ':ref:`br <i_br>`', ':ref:`switch <i_switch>`',
2939 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`', ':ref:`invoke <i_invoke>`',
2940 ':ref:`resume <i_resume>`', and ':ref:`unreachable <i_unreachable>`'.
2941
2942 .. _i_ret:
2943
2944 '``ret``' Instruction
2945 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2946
2947 Syntax:
2948 """""""
2949
2950 ::
2951
2952       ret <type> <value>       ; Return a value from a non-void function
2953       ret void                 ; Return from void function
2954
2955 Overview:
2956 """""""""
2957
2958 The '``ret``' instruction is used to return control flow (and optionally
2959 a value) from a function back to the caller.
2960
2961 There are two forms of the '``ret``' instruction: one that returns a
2962 value and then causes control flow, and one that just causes control
2963 flow to occur.
2964
2965 Arguments:
2966 """"""""""
2967
2968 The '``ret``' instruction optionally accepts a single argument, the
2969 return value. The type of the return value must be a ':ref:`first
2970 class <t_firstclass>`' type.
2971
2972 A function is not :ref:`well formed <wellformed>` if it it has a non-void
2973 return type and contains a '``ret``' instruction with no return value or
2974 a return value with a type that does not match its type, or if it has a
2975 void return type and contains a '``ret``' instruction with a return
2976 value.
2977
2978 Semantics:
2979 """"""""""
2980
2981 When the '``ret``' instruction is executed, control flow returns back to
2982 the calling function's context. If the caller is a
2983 ":ref:`call <i_call>`" instruction, execution continues at the
2984 instruction after the call. If the caller was an
2985 ":ref:`invoke <i_invoke>`" instruction, execution continues at the
2986 beginning of the "normal" destination block. If the instruction returns
2987 a value, that value shall set the call or invoke instruction's return
2988 value.
2989
2990 Example:
2991 """"""""
2992
2993 .. code-block:: llvm
2994
2995       ret i32 5                       ; Return an integer value of 5
2996       ret void                        ; Return from a void function
2997       ret { i32, i8 } { i32 4, i8 2 } ; Return a struct of values 4 and 2
2998
2999 .. _i_br:
3000
3001 '``br``' Instruction
3002 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3003
3004 Syntax:
3005 """""""
3006
3007 ::
3008
3009       br i1 <cond>, label <iftrue>, label <iffalse>
3010       br label <dest>          ; Unconditional branch
3011
3012 Overview:
3013 """""""""
3014
3015 The '``br``' instruction is used to cause control flow to transfer to a
3016 different basic block in the current function. There are two forms of
3017 this instruction, corresponding to a conditional branch and an
3018 unconditional branch.
3019
3020 Arguments:
3021 """"""""""
3022
3023 The conditional branch form of the '``br``' instruction takes a single
3024 '``i1``' value and two '``label``' values. The unconditional form of the
3025 '``br``' instruction takes a single '``label``' value as a target.
3026
3027 Semantics:
3028 """"""""""
3029
3030 Upon execution of a conditional '``br``' instruction, the '``i1``'
3031 argument is evaluated. If the value is ``true``, control flows to the
3032 '``iftrue``' ``label`` argument. If "cond" is ``false``, control flows
3033 to the '``iffalse``' ``label`` argument.
3034
3035 Example:
3036 """"""""
3037
3038 .. code-block:: llvm
3039
3040     Test:
3041       %cond = icmp eq i32 %a, %b
3042       br i1 %cond, label %IfEqual, label %IfUnequal
3043     IfEqual:
3044       ret i32 1
3045     IfUnequal:
3046       ret i32 0
3047
3048 .. _i_switch:
3049
3050 '``switch``' Instruction
3051 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3052
3053 Syntax:
3054 """""""
3055
3056 ::
3057
3058       switch <intty> <value>, label <defaultdest> [ <intty> <val>, label <dest> ... ]
3059
3060 Overview:
3061 """""""""
3062
3063 The '``switch``' instruction is used to transfer control flow to one of
3064 several different places. It is a generalization of the '``br``'
3065 instruction, allowing a branch to occur to one of many possible
3066 destinations.
3067
3068 Arguments:
3069 """"""""""
3070
3071 The '``switch``' instruction uses three parameters: an integer
3072 comparison value '``value``', a default '``label``' destination, and an
3073 array of pairs of comparison value constants and '``label``'s. The table
3074 is not allowed to contain duplicate constant entries.
3075
3076 Semantics:
3077 """"""""""
3078
3079 The ``switch`` instruction specifies a table of values and destinations.
3080 When the '``switch``' instruction is executed, this table is searched
3081 for the given value. If the value is found, control flow is transferred
3082 to the corresponding destination; otherwise, control flow is transferred
3083 to the default destination.
3084
3085 Implementation:
3086 """""""""""""""
3087
3088 Depending on properties of the target machine and the particular
3089 ``switch`` instruction, this instruction may be code generated in
3090 different ways. For example, it could be generated as a series of
3091 chained conditional branches or with a lookup table.
3092
3093 Example:
3094 """"""""
3095
3096 .. code-block:: llvm
3097
3098      ; Emulate a conditional br instruction
3099      %Val = zext i1 %value to i32
3100      switch i32 %Val, label %truedest [ i32 0, label %falsedest ]
3101
3102      ; Emulate an unconditional br instruction
3103      switch i32 0, label %dest [ ]
3104
3105      ; Implement a jump table:
3106      switch i32 %val, label %otherwise [ i32 0, label %onzero
3107                                          i32 1, label %onone
3108                                          i32 2, label %ontwo ]
3109
3110 .. _i_indirectbr:
3111
3112 '``indirectbr``' Instruction
3113 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3114
3115 Syntax:
3116 """""""
3117
3118 ::
3119
3120       indirectbr <somety>* <address>, [ label <dest1>, label <dest2>, ... ]
3121
3122 Overview:
3123 """""""""
3124
3125 The '``indirectbr``' instruction implements an indirect branch to a
3126 label within the current function, whose address is specified by
3127 "``address``". Address must be derived from a
3128 :ref:`blockaddress <blockaddress>` constant.
3129
3130 Arguments:
3131 """"""""""
3132
3133 The '``address``' argument is the address of the label to jump to. The
3134 rest of the arguments indicate the full set of possible destinations
3135 that the address may point to. Blocks are allowed to occur multiple
3136 times in the destination list, though this isn't particularly useful.
3137
3138 This destination list is required so that dataflow analysis has an
3139 accurate understanding of the CFG.
3140
3141 Semantics:
3142 """"""""""
3143
3144 Control transfers to the block specified in the address argument. All
3145 possible destination blocks must be listed in the label list, otherwise
3146 this instruction has undefined behavior. This implies that jumps to
3147 labels defined in other functions have undefined behavior as well.
3148
3149 Implementation:
3150 """""""""""""""
3151
3152 This is typically implemented with a jump through a register.
3153
3154 Example:
3155 """"""""
3156
3157 .. code-block:: llvm
3158
3159      indirectbr i8* %Addr, [ label %bb1, label %bb2, label %bb3 ]
3160
3161 .. _i_invoke:
3162
3163 '``invoke``' Instruction
3164 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3165
3166 Syntax:
3167 """""""
3168
3169 ::
3170
3171       <result> = invoke [cconv] [ret attrs] <ptr to function ty> <function ptr val>(<function args>) [fn attrs]
3172                     to label <normal label> unwind label <exception label>
3173
3174 Overview:
3175 """""""""
3176
3177 The '``invoke``' instruction causes control to transfer to a specified
3178 function, with the possibility of control flow transfer to either the
3179 '``normal``' label or the '``exception``' label. If the callee function
3180 returns with the "``ret``" instruction, control flow will return to the
3181 "normal" label. If the callee (or any indirect callees) returns via the
3182 ":ref:`resume <i_resume>`" instruction or other exception handling
3183 mechanism, control is interrupted and continued at the dynamically
3184 nearest "exception" label.
3185
3186 The '``exception``' label is a `landing
3187 pad <ExceptionHandling.html#overview>`_ for the exception. As such,
3188 '``exception``' label is required to have the
3189 ":ref:`landingpad <i_landingpad>`" instruction, which contains the
3190 information about the behavior of the program after unwinding happens,
3191 as its first non-PHI instruction. The restrictions on the
3192 "``landingpad``" instruction's tightly couples it to the "``invoke``"
3193 instruction, so that the important information contained within the
3194 "``landingpad``" instruction can't be lost through normal code motion.
3195
3196 Arguments:
3197 """"""""""
3198
3199 This instruction requires several arguments:
3200
3201 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
3202    convention <callingconv>` the call should use. If none is
3203    specified, the call defaults to using C calling conventions.
3204 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
3205    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
3206    are valid here.
3207 #. '``ptr to function ty``': shall be the signature of the pointer to
3208    function value being invoked. In most cases, this is a direct
3209    function invocation, but indirect ``invoke``'s are just as possible,
3210    branching off an arbitrary pointer to function value.
3211 #. '``function ptr val``': An LLVM value containing a pointer to a
3212    function to be invoked.
3213 #. '``function args``': argument list whose types match the function
3214    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
3215    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
3216    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
3217    extra arguments can be specified.
3218 #. '``normal label``': the label reached when the called function
3219    executes a '``ret``' instruction.
3220 #. '``exception label``': the label reached when a callee returns via
3221    the :ref:`resume <i_resume>` instruction or other exception handling
3222    mechanism.
3223 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list. Only
3224    '``noreturn``', '``nounwind``', '``readonly``' and '``readnone``'
3225    attributes are valid here.
3226
3227 Semantics:
3228 """"""""""
3229
3230 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
3231 instruction in most regards. The primary difference is that it
3232 establishes an association with a label, which is used by the runtime
3233 library to unwind the stack.
3234
3235 This instruction is used in languages with destructors to ensure that
3236 proper cleanup is performed in the case of either a ``longjmp`` or a
3237 thrown exception. Additionally, this is important for implementation of
3238 '``catch``' clauses in high-level languages that support them.
3239
3240 For the purposes of the SSA form, the definition of the value returned
3241 by the '``invoke``' instruction is deemed to occur on the edge from the
3242 current block to the "normal" label. If the callee unwinds then no
3243 return value is available.
3244
3245 Example:
3246 """"""""
3247
3248 .. code-block:: llvm
3249
3250       %retval = invoke i32 @Test(i32 15) to label %Continue
3251                   unwind label %TestCleanup              ; {i32}:retval set
3252       %retval = invoke coldcc i32 %Testfnptr(i32 15) to label %Continue
3253                   unwind label %TestCleanup              ; {i32}:retval set
3254
3255 .. _i_resume:
3256
3257 '``resume``' Instruction
3258 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3259
3260 Syntax:
3261 """""""
3262
3263 ::
3264
3265       resume <type> <value>
3266
3267 Overview:
3268 """""""""
3269
3270 The '``resume``' instruction is a terminator instruction that has no
3271 successors.
3272
3273 Arguments:
3274 """"""""""
3275
3276 The '``resume``' instruction requires one argument, which must have the
3277 same type as the result of any '``landingpad``' instruction in the same
3278 function.
3279
3280 Semantics:
3281 """"""""""
3282
3283 The '``resume``' instruction resumes propagation of an existing
3284 (in-flight) exception whose unwinding was interrupted with a
3285 :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction.
3286
3287 Example:
3288 """"""""
3289
3290 .. code-block:: llvm
3291
3292       resume { i8*, i32 } %exn
3293
3294 .. _i_unreachable:
3295
3296 '``unreachable``' Instruction
3297 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3298
3299 Syntax:
3300 """""""
3301
3302 ::
3303
3304       unreachable
3305
3306 Overview:
3307 """""""""
3308
3309 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics. This
3310 instruction is used to inform the optimizer that a particular portion of
3311 the code is not reachable. This can be used to indicate that the code
3312 after a no-return function cannot be reached, and other facts.
3313
3314 Semantics:
3315 """"""""""
3316
3317 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics.
3318
3319 .. _binaryops:
3320
3321 Binary Operations
3322 -----------------
3323
3324 Binary operators are used to do most of the computation in a program.
3325 They require two operands of the same type, execute an operation on
3326 them, and produce a single value. The operands might represent multiple
3327 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
3328 result value has the same type as its operands.
3329
3330 There are several different binary operators:
3331
3332 .. _i_add:
3333
3334 '``add``' Instruction
3335 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3336
3337 Syntax:
3338 """""""
3339
3340 ::
3341
3342       <result> = add <ty> <op1>, <op2>          ; yields {ty}:result
3343       <result> = add nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields {ty}:result
3344       <result> = add nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields {ty}:result
3345       <result> = add nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields {ty}:result
3346
3347 Overview:
3348 """""""""
3349
3350 The '``add``' instruction returns the sum of its two operands.
3351
3352 Arguments:
3353 """"""""""
3354
3355 The two arguments to the '``add``' instruction must be
3356 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
3357 arguments must have identical types.
3358
3359 Semantics:
3360 """"""""""
3361
3362 The value produced is the integer sum of the two operands.
3363
3364 If the sum has unsigned overflow, the result returned is the
3365 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
3366 the result.
3367
3368 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
3369 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
3370
3371 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
3372 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
3373 result value of the ``add`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
3374 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
3375
3376 Example:
3377 """"""""
3378
3379 .. code-block:: llvm
3380
3381       <result> = add i32 4, %var          ; yields {i32}:result = 4 + %var
3382
3383 .. _i_fadd:
3384
3385 '``fadd``' Instruction
3386 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3387
3388 Syntax:
3389 """""""
3390
3391 ::
3392
3393       <result> = fadd [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
3394
3395 Overview:
3396 """""""""
3397
3398 The '``fadd``' instruction returns the sum of its two operands.
3399
3400 Arguments:
3401 """"""""""
3402
3403 The two arguments to the '``fadd``' instruction must be :ref:`floating
3404 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
3405 Both arguments must have identical types.
3406
3407 Semantics:
3408 """"""""""
3409
3410 The value produced is the floating point sum of the two operands. This
3411 instruction can also take any number of :ref:`fast-math flags <fastmath>`,
3412 which are optimization hints to enable otherwise unsafe floating point
3413 optimizations:
3414
3415 Example:
3416 """"""""
3417
3418 .. code-block:: llvm
3419
3420       <result> = fadd float 4.0, %var          ; yields {float}:result = 4.0 + %var
3421
3422 '``sub``' Instruction
3423 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3424
3425 Syntax:
3426 """""""
3427
3428 ::
3429
3430       <result> = sub <ty> <op1>, <op2>          ; yields {ty}:result
3431       <result> = sub nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields {ty}:result
3432       <result> = sub nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields {ty}:result
3433       <result> = sub nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields {ty}:result
3434
3435 Overview:
3436 """""""""
3437
3438 The '``sub``' instruction returns the difference of its two operands.
3439
3440 Note that the '``sub``' instruction is used to represent the '``neg``'
3441 instruction present in most other intermediate representations.
3442
3443 Arguments:
3444 """"""""""
3445
3446 The two arguments to the '``sub``' instruction must be
3447 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
3448 arguments must have identical types.
3449
3450 Semantics:
3451 """"""""""
3452
3453 The value produced is the integer difference of the two operands.
3454
3455 If the difference has unsigned overflow, the result returned is the
3456 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
3457 the result.
3458
3459 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
3460 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
3461
3462 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
3463 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
3464 result value of the ``sub`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
3465 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
3466
3467 Example:
3468 """"""""
3469
3470 .. code-block:: llvm
3471
3472       <result> = sub i32 4, %var          ; yields {i32}:result = 4 - %var
3473       <result> = sub i32 0, %val          ; yields {i32}:result = -%var
3474
3475 .. _i_fsub:
3476
3477 '``fsub``' Instruction
3478 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3479
3480 Syntax:
3481 """""""
3482
3483 ::
3484
3485       <result> = fsub [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
3486
3487 Overview:
3488 """""""""
3489
3490 The '``fsub``' instruction returns the difference of its two operands.
3491
3492 Note that the '``fsub``' instruction is used to represent the '``fneg``'
3493 instruction present in most other intermediate representations.
3494
3495 Arguments:
3496 """"""""""
3497
3498 The two arguments to the '``fsub``' instruction must be :ref:`floating
3499 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
3500 Both arguments must have identical types.
3501
3502 Semantics:
3503 """"""""""
3504
3505 The value produced is the floating point difference of the two operands.
3506 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
3507 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
3508 unsafe floating point optimizations:
3509
3510 Example:
3511 """"""""
3512
3513 .. code-block:: llvm
3514
3515       <result> = fsub float 4.0, %var           ; yields {float}:result = 4.0 - %var
3516       <result> = fsub float -0.0, %val          ; yields {float}:result = -%var
3517
3518 '``mul``' Instruction
3519 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3520
3521 Syntax:
3522 """""""
3523
3524 ::
3525
3526       <result> = mul <ty> <op1>, <op2>          ; yields {ty}:result
3527       <result> = mul nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields {ty}:result
3528       <result> = mul nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields {ty}:result
3529       <result> = mul nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields {ty}:result
3530
3531 Overview:
3532 """""""""
3533
3534 The '``mul``' instruction returns the product of its two operands.
3535
3536 Arguments:
3537 """"""""""
3538
3539 The two arguments to the '``mul``' instruction must be
3540 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
3541 arguments must have identical types.
3542
3543 Semantics:
3544 """"""""""
3545
3546 The value produced is the integer product of the two operands.
3547
3548 If the result of the multiplication has unsigned overflow, the result
3549 returned is the mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the
3550 bit width of the result.
3551
3552 Because LLVM integers use a two's complement representation, and the
3553 result is the same width as the operands, this instruction returns the
3554 correct result for both signed and unsigned integers. If a full product
3555 (e.g. ``i32`` * ``i32`` -> ``i64``) is needed, the operands should be
3556 sign-extended or zero-extended as appropriate to the width of the full
3557 product.
3558
3559 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
3560 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
3561 result value of the ``mul`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
3562 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
3563
3564 Example:
3565 """"""""
3566
3567 .. code-block:: llvm
3568
3569       <result> = mul i32 4, %var          ; yields {i32}:result = 4 * %var
3570
3571 .. _i_fmul:
3572
3573 '``fmul``' Instruction
3574 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3575
3576 Syntax:
3577 """""""
3578
3579 ::
3580
3581       <result> = fmul [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
3582
3583 Overview:
3584 """""""""
3585
3586 The '``fmul``' instruction returns the product of its two operands.
3587
3588 Arguments:
3589 """"""""""
3590
3591 The two arguments to the '``fmul``' instruction must be :ref:`floating
3592 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
3593 Both arguments must have identical types.
3594
3595 Semantics:
3596 """"""""""
3597
3598 The value produced is the floating point product of the two operands.
3599 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
3600 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
3601 unsafe floating point optimizations:
3602
3603 Example:
3604 """"""""
3605
3606 .. code-block:: llvm
3607
3608       <result> = fmul float 4.0, %var          ; yields {float}:result = 4.0 * %var
3609
3610 '``udiv``' Instruction
3611 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3612
3613 Syntax:
3614 """""""
3615
3616 ::
3617
3618       <result> = udiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields {ty}:result
3619       <result> = udiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
3620
3621 Overview:
3622 """""""""
3623
3624 The '``udiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
3625
3626 Arguments:
3627 """"""""""
3628
3629 The two arguments to the '``udiv``' instruction must be
3630 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
3631 arguments must have identical types.
3632
3633 Semantics:
3634 """"""""""
3635
3636 The value produced is the unsigned integer quotient of the two operands.
3637
3638 Note that unsigned integer division and signed integer division are
3639 distinct operations; for signed integer division, use '``sdiv``'.
3640
3641 Division by zero leads to undefined behavior.
3642
3643 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``udiv`` is
3644 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if %op1 is not a multiple of %op2 (as
3645 such, "((a udiv exact b) mul b) == a").
3646
3647 Example:
3648 """"""""
3649
3650 .. code-block:: llvm
3651
3652       <result> = udiv i32 4, %var          ; yields {i32}:result = 4 / %var
3653
3654 '``sdiv``' Instruction
3655 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3656
3657 Syntax:
3658 """""""
3659
3660 ::
3661
3662       <result> = sdiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields {ty}:result
3663       <result> = sdiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
3664
3665 Overview:
3666 """""""""
3667
3668 The '``sdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
3669
3670 Arguments:
3671 """"""""""
3672
3673 The two arguments to the '``sdiv``' instruction must be
3674 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
3675 arguments must have identical types.
3676
3677 Semantics:
3678 """"""""""
3679
3680 The value produced is the signed integer quotient of the two operands
3681 rounded towards zero.
3682
3683 Note that signed integer division and unsigned integer division are
3684 distinct operations; for unsigned integer division, use '``udiv``'.
3685
3686 Division by zero leads to undefined behavior. Overflow also leads to
3687 undefined behavior; this is a rare case, but can occur, for example, by
3688 doing a 32-bit division of -2147483648 by -1.
3689
3690 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``sdiv`` is
3691 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the result would be rounded.
3692
3693 Example:
3694 """"""""
3695
3696 .. code-block:: llvm
3697
3698       <result> = sdiv i32 4, %var          ; yields {i32}:result = 4 / %var
3699
3700 .. _i_fdiv:
3701
3702 '``fdiv``' Instruction
3703 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3704
3705 Syntax:
3706 """""""
3707
3708 ::
3709
3710       <result> = fdiv [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
3711
3712 Overview:
3713 """""""""
3714
3715 The '``fdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
3716
3717 Arguments:
3718 """"""""""
3719
3720 The two arguments to the '``fdiv``' instruction must be :ref:`floating
3721 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
3722 Both arguments must have identical types.
3723
3724 Semantics:
3725 """"""""""
3726
3727 The value produced is the floating point quotient of the two operands.
3728 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
3729 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
3730 unsafe floating point optimizations:
3731
3732 Example:
3733 """"""""
3734
3735 .. code-block:: llvm
3736
3737       <result> = fdiv float 4.0, %var          ; yields {float}:result = 4.0 / %var
3738
3739 '``urem``' Instruction
3740 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3741
3742 Syntax:
3743 """""""
3744
3745 ::
3746
3747       <result> = urem <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
3748
3749 Overview:
3750 """""""""
3751
3752 The '``urem``' instruction returns the remainder from the unsigned
3753 division of its two arguments.
3754
3755 Arguments:
3756 """"""""""
3757
3758 The two arguments to the '``urem``' instruction must be
3759 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
3760 arguments must have identical types.
3761
3762 Semantics:
3763 """"""""""
3764
3765 This instruction returns the unsigned integer *remainder* of a division.
3766 This instruction always performs an unsigned division to get the
3767 remainder.
3768
3769 Note that unsigned integer remainder and signed integer remainder are
3770 distinct operations; for signed integer remainder, use '``srem``'.
3771
3772 Taking the remainder of a division by zero leads to undefined behavior.
3773
3774 Example:
3775 """"""""
3776
3777 .. code-block:: llvm
3778
3779       <result> = urem i32 4, %var          ; yields {i32}:result = 4 % %var
3780
3781 '``srem``' Instruction
3782 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3783
3784 Syntax:
3785 """""""
3786
3787 ::
3788
3789       <result> = srem <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
3790
3791 Overview:
3792 """""""""
3793
3794 The '``srem``' instruction returns the remainder from the signed
3795 division of its two operands. This instruction can also take
3796 :ref:`vector <t_vector>` versions of the values in which case the elements
3797 must be integers.
3798
3799 Arguments:
3800 """"""""""
3801
3802 The two arguments to the '``srem``' instruction must be
3803 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
3804 arguments must have identical types.
3805
3806 Semantics:
3807 """"""""""
3808
3809 This instruction returns the *remainder* of a division (where the result
3810 is either zero or has the same sign as the dividend, ``op1``), not the
3811 *modulo* operator (where the result is either zero or has the same sign
3812 as the divisor, ``op2``) of a value. For more information about the
3813 difference, see `The Math
3814 Forum <http://mathforum.org/dr.math/problems/anne.4.28.99.html>`_. For a
3815 table of how this is implemented in various languages, please see
3816 `Wikipedia: modulo
3817 operation <http://en.wikipedia.org/wiki/Modulo_operation>`_.
3818
3819 Note that signed integer remainder and unsigned integer remainder are
3820 distinct operations; for unsigned integer remainder, use '``urem``'.
3821
3822 Taking the remainder of a division by zero leads to undefined behavior.
3823 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
3824 occur, for example, by taking the remainder of a 32-bit division of
3825 -2147483648 by -1. (The remainder doesn't actually overflow, but this
3826 rule lets srem be implemented using instructions that return both the
3827 result of the division and the remainder.)
3828
3829 Example:
3830 """"""""
3831
3832 .. code-block:: llvm
3833
3834       <result> = srem i32 4, %var          ; yields {i32}:result = 4 % %var
3835
3836 .. _i_frem:
3837
3838 '``frem``' Instruction
3839 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3840
3841 Syntax:
3842 """""""
3843
3844 ::
3845
3846       <result> = frem [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
3847
3848 Overview:
3849 """""""""
3850
3851 The '``frem``' instruction returns the remainder from the division of
3852 its two operands.
3853
3854 Arguments:
3855 """"""""""
3856
3857 The two arguments to the '``frem``' instruction must be :ref:`floating
3858 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
3859 Both arguments must have identical types.
3860
3861 Semantics:
3862 """"""""""
3863
3864 This instruction returns the *remainder* of a division. The remainder
3865 has the same sign as the dividend. This instruction can also take any
3866 number of :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints
3867 to enable otherwise unsafe floating point optimizations:
3868
3869 Example:
3870 """"""""
3871
3872 .. code-block:: llvm
3873
3874       <result> = frem float 4.0, %var          ; yields {float}:result = 4.0 % %var
3875
3876 .. _bitwiseops:
3877
3878 Bitwise Binary Operations
3879 -------------------------
3880
3881 Bitwise binary operators are used to do various forms of bit-twiddling
3882 in a program. They are generally very efficient instructions and can
3883 commonly be strength reduced from other instructions. They require two
3884 operands of the same type, execute an operation on them, and produce a
3885 single value. The resulting value is the same type as its operands.
3886
3887 '``shl``' Instruction
3888 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3889
3890 Syntax:
3891 """""""
3892
3893 ::
3894
3895       <result> = shl <ty> <op1>, <op2>           ; yields {ty}:result
3896       <result> = shl nuw <ty> <op1>, <op2>       ; yields {ty}:result
3897       <result> = shl nsw <ty> <op1>, <op2>       ; yields {ty}:result
3898       <result> = shl nuw nsw <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
3899
3900 Overview:
3901 """""""""
3902
3903 The '``shl``' instruction returns the first operand shifted to the left
3904 a specified number of bits.
3905
3906 Arguments:
3907 """"""""""
3908
3909 Both arguments to the '``shl``' instruction must be the same
3910 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
3911 '``op2``' is treated as an unsigned value.
3912
3913 Semantics:
3914 """"""""""
3915
3916 The value produced is ``op1`` \* 2\ :sup:`op2` mod 2\ :sup:`n`,
3917 where ``n`` is the width of the result. If ``op2`` is (statically or
3918 dynamically) negative or equal to or larger than the number of bits in
3919 ``op1``, the result is undefined. If the arguments are vectors, each
3920 vector element of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount
3921 in ``op2``.
3922
3923 If the ``nuw`` keyword is present, then the shift produces a :ref:`poison
3924 value <poisonvalues>` if it shifts out any non-zero bits. If the
3925 ``nsw`` keyword is present, then the shift produces a :ref:`poison
3926 value <poisonvalues>` if it shifts out any bits that disagree with the
3927 resultant sign bit. As such, NUW/NSW have the same semantics as they
3928 would if the shift were expressed as a mul instruction with the same
3929 nsw/nuw bits in (mul %op1, (shl 1, %op2)).
3930
3931 Example:
3932 """"""""
3933
3934 .. code-block:: llvm
3935
3936       <result> = shl i32 4, %var   ; yields {i32}: 4 << %var
3937       <result> = shl i32 4, 2      ; yields {i32}: 16
3938       <result> = shl i32 1, 10     ; yields {i32}: 1024
3939       <result> = shl i32 1, 32     ; undefined
3940       <result> = shl <2 x i32> < i32 1, i32 1>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 2, i32 4>
3941
3942 '``lshr``' Instruction
3943 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3944
3945 Syntax:
3946 """""""
3947
3948 ::
3949
3950       <result> = lshr <ty> <op1>, <op2>         ; yields {ty}:result
3951       <result> = lshr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
3952
3953 Overview:
3954 """""""""
3955
3956 The '``lshr``' instruction (logical shift right) returns the first
3957 operand shifted to the right a specified number of bits with zero fill.
3958
3959 Arguments:
3960 """"""""""
3961
3962 Both arguments to the '``lshr``' instruction must be the same
3963 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
3964 '``op2``' is treated as an unsigned value.
3965
3966 Semantics:
3967 """"""""""
3968
3969 This instruction always performs a logical shift right operation. The
3970 most significant bits of the result will be filled with zero bits after
3971 the shift. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
3972 than the number of bits in ``op1``, the result is undefined. If the
3973 arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted by the
3974 corresponding shift amount in ``op2``.
3975
3976 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``lshr`` is
3977 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if any of the bits shifted out are
3978 non-zero.
3979
3980 Example:
3981 """"""""
3982
3983 .. code-block:: llvm
3984
3985       <result> = lshr i32 4, 1   ; yields {i32}:result = 2
3986       <result> = lshr i32 4, 2   ; yields {i32}:result = 1
3987       <result> = lshr i8  4, 3   ; yields {i8}:result = 0
3988       <result> = lshr i8 -2, 1   ; yields {i8}:result = 0x7FFFFFFF 
3989       <result> = lshr i32 1, 32  ; undefined
3990       <result> = lshr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 0x7FFFFFFF, i32 1>
3991
3992 '``ashr``' Instruction
3993 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3994
3995 Syntax:
3996 """""""
3997
3998 ::
3999
4000       <result> = ashr <ty> <op1>, <op2>         ; yields {ty}:result
4001       <result> = ashr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
4002
4003 Overview:
4004 """""""""
4005
4006 The '``ashr``' instruction (arithmetic shift right) returns the first
4007 operand shifted to the right a specified number of bits with sign
4008 extension.
4009
4010 Arguments:
4011 """"""""""
4012
4013 Both arguments to the '``ashr``' instruction must be the same
4014 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
4015 '``op2``' is treated as an unsigned value.
4016
4017 Semantics:
4018 """"""""""
4019
4020 This instruction always performs an arithmetic shift right operation,
4021 The most significant bits of the result will be filled with the sign bit
4022 of ``op1``. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
4023 than the number of bits in ``op1``, the result is undefined. If the
4024 arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted by the
4025 corresponding shift amount in ``op2``.
4026
4027 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``ashr`` is
4028 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if any of the bits shifted out are
4029 non-zero.
4030
4031 Example:
4032 """"""""
4033
4034 .. code-block:: llvm
4035
4036       <result> = ashr i32 4, 1   ; yields {i32}:result = 2
4037       <result> = ashr i32 4, 2   ; yields {i32}:result = 1
4038       <result> = ashr i8  4, 3   ; yields {i8}:result = 0
4039       <result> = ashr i8 -2, 1   ; yields {i8}:result = -1
4040       <result> = ashr i32 1, 32  ; undefined
4041       <result> = ashr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 3>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 -1, i32 0>
4042
4043 '``and``' Instruction
4044 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4045
4046 Syntax:
4047 """""""
4048
4049 ::
4050
4051       <result> = and <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
4052
4053 Overview:
4054 """""""""
4055
4056 The '``and``' instruction returns the bitwise logical and of its two
4057 operands.
4058
4059 Arguments:
4060 """"""""""
4061
4062 The two arguments to the '``and``' instruction must be
4063 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4064 arguments must have identical types.
4065
4066 Semantics:
4067 """"""""""
4068
4069 The truth table used for the '``and``' instruction is:
4070
4071 +-----+-----+-----+
4072 | In0 | In1 | Out |
4073 +-----+-----+-----+
4074 |   0 |   0 |   0 |
4075 +-----+-----+-----+
4076 |   0 |   1 |   0 |
4077 +-----+-----+-----+
4078 |   1 |   0 |   0 |
4079 +-----+-----+-----+
4080 |   1 |   1 |   1 |
4081 +-----+-----+-----+
4082
4083 Example:
4084 """"""""
4085
4086 .. code-block:: llvm
4087
4088       <result> = and i32 4, %var         ; yields {i32}:result = 4 & %var
4089       <result> = and i32 15, 40          ; yields {i32}:result = 8
4090       <result> = and i32 4, 8            ; yields {i32}:result = 0
4091
4092 '``or``' Instruction
4093 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4094
4095 Syntax:
4096 """""""
4097
4098 ::
4099
4100       <result> = or <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
4101
4102 Overview:
4103 """""""""
4104
4105 The '``or``' instruction returns the bitwise logical inclusive or of its
4106 two operands.
4107
4108 Arguments:
4109 """"""""""
4110
4111 The two arguments to the '``or``' instruction must be
4112 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4113 arguments must have identical types.
4114
4115 Semantics:
4116 """"""""""
4117
4118 The truth table used for the '``or``' instruction is:
4119
4120 +-----+-----+-----+
4121 | In0 | In1 | Out |
4122 +-----+-----+-----+
4123 |   0 |   0 |   0 |
4124 +-----+-----+-----+
4125 |   0 |   1 |   1 |
4126 +-----+-----+-----+
4127 |   1 |   0 |   1 |
4128 +-----+-----+-----+
4129 |   1 |   1 |   1 |
4130 +-----+-----+-----+
4131
4132 Example:
4133 """"""""
4134
4135 ::
4136
4137       <result> = or i32 4, %var         ; yields {i32}:result = 4 | %var
4138       <result> = or i32 15, 40          ; yields {i32}:result = 47
4139       <result> = or i32 4, 8            ; yields {i32}:result = 12
4140
4141 '``xor``' Instruction
4142 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4143
4144 Syntax:
4145 """""""
4146
4147 ::
4148
4149       <result> = xor <ty> <op1>, <op2>   ; yields {ty}:result
4150
4151 Overview:
4152 """""""""
4153
4154 The '``xor``' instruction returns the bitwise logical exclusive or of
4155 its two operands. The ``xor`` is used to implement the "one's
4156 complement" operation, which is the "~" operator in C.
4157
4158 Arguments:
4159 """"""""""
4160
4161 The two arguments to the '``xor``' instruction must be
4162 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4163 arguments must have identical types.
4164
4165 Semantics:
4166 """"""""""
4167
4168 The truth table used for the '``xor``' instruction is:
4169
4170 +-----+-----+-----+
4171 | In0 | In1 | Out |
4172 +-----+-----+-----+
4173 |   0 |   0 |   0 |
4174 +-----+-----+-----+
4175 |   0 |   1 |   1 |
4176 +-----+-----+-----+
4177 |   1 |   0 |   1 |
4178 +-----+-----+-----+
4179 |   1 |   1 |   0 |
4180 +-----+-----+-----+
4181
4182 Example:
4183 """"""""
4184
4185 .. code-block:: llvm
4186
4187       <result> = xor i32 4, %var         ; yields {i32}:result = 4 ^ %var
4188       <result> = xor i32 15, 40          ; yields {i32}:result = 39
4189       <result> = xor i32 4, 8            ; yields {i32}:result = 12
4190       <result> = xor i32 %V, -1          ; yields {i32}:result = ~%V
4191
4192 Vector Operations
4193 -----------------
4194
4195 LLVM supports several instructions to represent vector operations in a
4196 target-independent manner. These instructions cover the element-access
4197 and vector-specific operations needed to process vectors effectively.
4198 While LLVM does directly support these vector operations, many
4199 sophisticated algorithms will want to use target-specific intrinsics to
4200 take full advantage of a specific target.
4201
4202 .. _i_extractelement:
4203
4204 '``extractelement``' Instruction
4205 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4206
4207 Syntax:
4208 """""""
4209
4210 ::
4211
4212       <result> = extractelement <n x <ty>> <val>, i32 <idx>    ; yields <ty>
4213
4214 Overview:
4215 """""""""
4216
4217 The '``extractelement``' instruction extracts a single scalar element
4218 from a vector at a specified index.
4219
4220 Arguments:
4221 """"""""""
4222
4223 The first operand of an '``extractelement``' instruction is a value of
4224 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is an index indicating
4225 the position from which to extract the element. The index may be a
4226 variable.
4227
4228 Semantics:
4229 """"""""""
4230
4231 The result is a scalar of the same type as the element type of ``val``.
4232 Its value is the value at position ``idx`` of ``val``. If ``idx``
4233 exceeds the length of ``val``, the results are undefined.
4234
4235 Example:
4236 """"""""
4237
4238 .. code-block:: llvm
4239
4240       <result> = extractelement <4 x i32> %vec, i32 0    ; yields i32
4241
4242 .. _i_insertelement:
4243
4244 '``insertelement``' Instruction
4245 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4246
4247 Syntax:
4248 """""""
4249
4250 ::
4251
4252       <result> = insertelement <n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, i32 <idx>    ; yields <n x <ty>>
4253
4254 Overview:
4255 """""""""
4256
4257 The '``insertelement``' instruction inserts a scalar element into a
4258 vector at a specified index.
4259
4260 Arguments:
4261 """"""""""
4262
4263 The first operand of an '``insertelement``' instruction is a value of
4264 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is a scalar value whose
4265 type must equal the element type of the first operand. The third operand
4266 is an index indicating the position at which to insert the value. The
4267 index may be a variable.
4268
4269 Semantics:
4270 """"""""""
4271
4272 The result is a vector of the same type as ``val``. Its element values
4273 are those of ``val`` except at position ``idx``, where it gets the value
4274 ``elt``. If ``idx`` exceeds the length of ``val``, the results are
4275 undefined.
4276
4277 Example:
4278 """"""""
4279
4280 .. code-block:: llvm
4281
4282       <result> = insertelement <4 x i32> %vec, i32 1, i32 0    ; yields <4 x i32>
4283
4284 .. _i_shufflevector:
4285
4286 '``shufflevector``' Instruction
4287 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4288
4289 Syntax:
4290 """""""
4291
4292 ::
4293
4294       <result> = shufflevector <n x <ty>> <v1>, <n x <ty>> <v2>, <m x i32> <mask>    ; yields <m x <ty>>
4295
4296 Overview:
4297 """""""""
4298
4299 The '``shufflevector``' instruction constructs a permutation of elements
4300 from two input vectors, returning a vector with the same element type as
4301 the input and length that is the same as the shuffle mask.
4302
4303 Arguments:
4304 """"""""""
4305
4306 The first two operands of a '``shufflevector``' instruction are vectors
4307 with the same type. The third argument is a shuffle mask whose element
4308 type is always 'i32'. The result of the instruction is a vector whose
4309 length is the same as the shuffle mask and whose element type is the
4310 same as the element type of the first two operands.
4311
4312 The shuffle mask operand is required to be a constant vector with either
4313 constant integer or undef values.
4314
4315 Semantics:
4316 """"""""""
4317
4318 The elements of the two input vectors are numbered from left to right
4319 across both of the vectors. The shuffle mask operand specifies, for each
4320 element of the result vector, which element of the two input vectors the
4321 result element gets. The element selector may be undef (meaning "don't
4322 care") and the second operand may be undef if performing a shuffle from
4323 only one vector.
4324
4325 Example:
4326 """"""""
4327
4328 .. code-block:: llvm
4329
4330       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
4331                               <4 x i32> <i32 0, i32 4, i32 1, i32 5>  ; yields <4 x i32>
4332       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> undef,
4333                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32> - Identity shuffle.
4334       <result> = shufflevector <8 x i32> %v1, <8 x i32> undef,
4335                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32>
4336       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
4337                               <8 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3, i32 4, i32 5, i32 6, i32 7 >  ; yields <8 x i32>
4338
4339 Aggregate Operations
4340 --------------------
4341
4342 LLVM supports several instructions for working with
4343 :ref:`aggregate <t_aggregate>` values.
4344
4345 .. _i_extractvalue:
4346
4347 '``extractvalue``' Instruction
4348 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4349
4350 Syntax:
4351 """""""
4352
4353 ::
4354
4355       <result> = extractvalue <aggregate type> <val>, <idx>{, <idx>}*
4356
4357 Overview:
4358 """""""""
4359
4360 The '``extractvalue``' instruction extracts the value of a member field
4361 from an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
4362
4363 Arguments:
4364 """"""""""
4365
4366 The first operand of an '``extractvalue``' instruction is a value of
4367 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The operands are
4368 constant indices to specify which value to extract in a similar manner
4369 as indices in a '``getelementptr``' instruction.
4370
4371 The major differences to ``getelementptr`` indexing are:
4372
4373 -  Since the value being indexed is not a pointer, the first index is
4374    omitted and assumed to be zero.
4375 -  At least one index must be specified.
4376 -  Not only struct indices but also array indices must be in bounds.
4377
4378 Semantics:
4379 """"""""""
4380
4381 The result is the value at the position in the aggregate specified by
4382 the index operands.
4383
4384 Example:
4385 """"""""
4386
4387 .. code-block:: llvm
4388
4389       <result> = extractvalue {i32, float} %agg, 0    ; yields i32
4390
4391 .. _i_insertvalue:
4392
4393 '``insertvalue``' Instruction
4394 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4395
4396 Syntax:
4397 """""""
4398
4399 ::
4400
4401       <result> = insertvalue <aggregate type> <val>, <ty> <elt>, <idx>{, <idx>}*    ; yields <aggregate type>
4402
4403 Overview:
4404 """""""""
4405
4406 The '``insertvalue``' instruction inserts a value into a member field in
4407 an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
4408
4409 Arguments:
4410 """"""""""
4411
4412 The first operand of an '``insertvalue``' instruction is a value of
4413 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The second operand is
4414 a first-class value to insert. The following operands are constant
4415 indices indicating the position at which to insert the value in a
4416 similar manner as indices in a '``extractvalue``' instruction. The value
4417 to insert must have the same type as the value identified by the
4418 indices.
4419
4420 Semantics:
4421 """"""""""
4422
4423 The result is an aggregate of the same type as ``val``. Its value is
4424 that of ``val`` except that the value at the position specified by the
4425 indices is that of ``elt``.
4426
4427 Example:
4428 """"""""
4429
4430 .. code-block:: llvm
4431
4432       %agg1 = insertvalue {i32, float} undef, i32 1, 0              ; yields {i32 1, float undef}
4433       %agg2 = insertvalue {i32, float} %agg1, float %val, 1         ; yields {i32 1, float %val}
4434       %agg3 = insertvalue {i32, {float}} %agg1, float %val, 1, 0    ; yields {i32 1, float %val}
4435
4436 .. _memoryops:
4437
4438 Memory Access and Addressing Operations
4439 ---------------------------------------
4440
4441 A key design point of an SSA-based representation is how it represents
4442 memory. In LLVM, no memory locations are in SSA form, which makes things
4443 very simple. This section describes how to read, write, and allocate
4444 memory in LLVM.
4445
4446 .. _i_alloca:
4447
4448 '``alloca``' Instruction
4449 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4450
4451 Syntax:
4452 """""""
4453
4454 ::
4455
4456       <result> = alloca <type>[, <ty> <NumElements>][, align <alignment>]     ; yields {type*}:result
4457
4458 Overview:
4459 """""""""
4460
4461 The '``alloca``' instruction allocates memory on the stack frame of the
4462 currently executing function, to be automatically released when this
4463 function returns to its caller. The object is always allocated in the
4464 generic address space (address space zero).
4465
4466 Arguments:
4467 """"""""""
4468
4469 The '``alloca``' instruction allocates ``sizeof(<type>)*NumElements``
4470 bytes of memory on the runtime stack, returning a pointer of the
4471 appropriate type to the program. If "NumElements" is specified, it is
4472 the number of elements allocated, otherwise "NumElements" is defaulted
4473 to be one. If a constant alignment is specified, the value result of the
4474 allocation is guaranteed to be aligned to at least that boundary. If not
4475 specified, or if zero, the target can choose to align the allocation on
4476 any convenient boundary compatible with the type.
4477
4478 '``type``' may be any sized type.
4479
4480 Semantics:
4481 """"""""""
4482
4483 Memory is allocated; a pointer is returned. The operation is undefined
4484 if there is insufficient stack space for the allocation. '``alloca``'d
4485 memory is automatically released when the function returns. The
4486 '``alloca``' instruction is commonly used to represent automatic
4487 variables that must have an address available. When the function returns
4488 (either with the ``ret`` or ``resume`` instructions), the memory is
4489 reclaimed. Allocating zero bytes is legal, but the result is undefined.
4490 The order in which memory is allocated (ie., which way the stack grows)
4491 is not specified.
4492
4493 Example:
4494 """"""""
4495
4496 .. code-block:: llvm
4497
4498       %ptr = alloca i32                             ; yields {i32*}:ptr
4499       %ptr = alloca i32, i32 4                      ; yields {i32*}:ptr
4500       %ptr = alloca i32, i32 4, align 1024          ; yields {i32*}:ptr
4501       %ptr = alloca i32, align 1024                 ; yields {i32*}:ptr
4502
4503 .. _i_load:
4504
4505 '``load``' Instruction
4506 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4507
4508 Syntax:
4509 """""""
4510
4511 ::
4512
4513       <result> = load [volatile] <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>][, !invariant.load !<index>]
4514       <result> = load atomic [volatile] <ty>* <pointer> [singlethread] <ordering>, align <alignment>
4515       !<index> = !{ i32 1 }
4516
4517 Overview:
4518 """""""""
4519
4520 The '``load``' instruction is used to read from memory.
4521
4522 Arguments:
4523 """"""""""
4524
4525 The argument to the '``load``' instruction specifies the memory address
4526 from which to load. The pointer must point to a :ref:`first
4527 class <t_firstclass>` type. If the ``load`` is marked as ``volatile``,
4528 then the optimizer is not allowed to modify the number or order of
4529 execution of this ``load`` with other :ref:`volatile
4530 operations <volatile>`.
4531
4532 If the ``load`` is marked as ``atomic``, it takes an extra
4533 :ref:`ordering <ordering>` and optional ``singlethread`` argument. The
4534 ``release`` and ``acq_rel`` orderings are not valid on ``load``
4535 instructions. Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results
4536 when they may see multiple atomic stores. The type of the pointee must
4537 be an integer type whose bit width is a power of two greater than or
4538 equal to eight and less than or equal to a target-specific size limit.
4539 ``align`` must be explicitly specified on atomic loads, and the load has
4540 undefined behavior if the alignment is not set to a value which is at
4541 least the size in bytes of the pointee. ``!nontemporal`` does not have
4542 any defined semantics for atomic loads.
4543
4544 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
4545 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
4546 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the abi
4547 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
4548 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
4549 alignment results in undefined behavior. Underestimating the alignment
4550 may produce less efficient code. An alignment of 1 is always safe.
4551
4552 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single
4553 metatadata name <index> corresponding to a metadata node with one
4554 ``i32`` entry of value 1. The existence of the ``!nontemporal``
4555 metatadata on the instruction tells the optimizer and code generator
4556 that this load is not expected to be reused in the cache. The code
4557 generator may select special instructions to save cache bandwidth, such
4558 as the ``MOVNT`` instruction on x86.
4559
4560 The optional ``!invariant.load`` metadata must reference a single
4561 metatadata name <index> corresponding to a metadata node with no
4562 entries. The existence of the ``!invariant.load`` metatadata on the
4563 instruction tells the optimizer and code generator that this load
4564 address points to memory which does not change value during program
4565 execution. The optimizer may then move this load around, for example, by
4566 hoisting it out of loops using loop invariant code motion.
4567
4568 Semantics:
4569 """"""""""
4570
4571 The location of memory pointed to is loaded. If the value being loaded
4572 is of scalar type then the number of bytes read does not exceed the
4573 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
4574 example, loading an ``i24`` reads at most three bytes. When loading a
4575 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
4576 of bytes, the result is undefined if the value was not originally
4577 written using a store of the same type.
4578
4579 Examples:
4580 """""""""
4581
4582 .. code-block:: llvm
4583
4584       %ptr = alloca i32                               ; yields {i32*}:ptr
4585       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields {void}
4586       %val = load i32* %ptr                           ; yields {i32}:val = i32 3
4587
4588 .. _i_store:
4589
4590 '``store``' Instruction
4591 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4592
4593 Syntax:
4594 """""""
4595
4596 ::
4597
4598       store [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>]        ; yields {void}
4599       store atomic [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer> [singlethread] <ordering>, align <alignment>  ; yields {void}
4600
4601 Overview:
4602 """""""""
4603
4604 The '``store``' instruction is used to write to memory.
4605
4606 Arguments:
4607 """"""""""
4608
4609 There are two arguments to the '``store``' instruction: a value to store
4610 and an address at which to store it. The type of the '``<pointer>``'
4611 operand must be a pointer to the :ref:`first class <t_firstclass>` type of
4612 the '``<value>``' operand. If the ``store`` is marked as ``volatile``,
4613 then the optimizer is not allowed to modify the number or order of
4614 execution of this ``store`` with other :ref:`volatile
4615 operations <volatile>`.
4616
4617 If the ``store`` is marked as ``atomic``, it takes an extra
4618 :ref:`ordering <ordering>` and optional ``singlethread`` argument. The
4619 ``acquire`` and ``acq_rel`` orderings aren't valid on ``store``
4620 instructions. Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results
4621 when they may see multiple atomic stores. The type of the pointee must
4622 be an integer type whose bit width is a power of two greater than or
4623 equal to eight and less than or equal to a target-specific size limit.
4624 ``align`` must be explicitly specified on atomic stores, and the store
4625 has undefined behavior if the alignment is not set to a value which is
4626 at least the size in bytes of the pointee. ``!nontemporal`` does not
4627 have any defined semantics for atomic stores.
4628
4629 The optional constant "align" argument specifies the alignment of the
4630 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
4631 or an omitted "align" argument means that the operation has the abi
4632 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
4633 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
4634 alignment results in an undefined behavior. Underestimating the
4635 alignment may produce less efficient code. An alignment of 1 is always
4636 safe.
4637
4638 The optional !nontemporal metadata must reference a single metatadata
4639 name <index> corresponding to a metadata node with one i32 entry of
4640 value 1. The existence of the !nontemporal metatadata on the instruction
4641 tells the optimizer and code generator that this load is not expected to
4642 be reused in the cache. The code generator may select special
4643 instructions to save cache bandwidth, such as the MOVNT instruction on
4644 x86.
4645
4646 Semantics:
4647 """"""""""
4648
4649 The contents of memory are updated to contain '``<value>``' at the
4650 location specified by the '``<pointer>``' operand. If '``<value>``' is
4651 of scalar type then the number of bytes written does not exceed the
4652 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
4653 example, storing an ``i24`` writes at most three bytes. When writing a
4654 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
4655 of bytes, it is unspecified what happens to the extra bits that do not
4656 belong to the type, but they will typically be overwritten.
4657
4658 Example:
4659 """"""""
4660
4661 .. code-block:: llvm
4662
4663       %ptr = alloca i32                               ; yields {i32*}:ptr
4664       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields {void}
4665       %val = load i32* %ptr                           ; yields {i32}:val = i32 3
4666
4667 .. _i_fence:
4668
4669 '``fence``' Instruction
4670 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4671
4672 Syntax:
4673 """""""
4674
4675 ::
4676
4677       fence [singlethread] <ordering>                   ; yields {void}
4678
4679 Overview:
4680 """""""""
4681
4682 The '``fence``' instruction is used to introduce happens-before edges
4683 between operations.
4684
4685 Arguments:
4686 """"""""""
4687
4688 '``fence``' instructions take an :ref:`ordering <ordering>` argument which
4689 defines what *synchronizes-with* edges they add. They can only be given
4690 ``acquire``, ``release``, ``acq_rel``, and ``seq_cst`` orderings.
4691
4692 Semantics:
4693 """"""""""
4694
4695 A fence A which has (at least) ``release`` ordering semantics
4696 *synchronizes with* a fence B with (at least) ``acquire`` ordering
4697 semantics if and only if there exist atomic operations X and Y, both
4698 operating on some atomic object M, such that A is sequenced before X, X
4699 modifies M (either directly or through some side effect of a sequence
4700 headed by X), Y is sequenced before B, and Y observes M. This provides a
4701 *happens-before* dependency between A and B. Rather than an explicit
4702 ``fence``, one (but not both) of the atomic operations X or Y might
4703 provide a ``release`` or ``acquire`` (resp.) ordering constraint and
4704 still *synchronize-with* the explicit ``fence`` and establish the
4705 *happens-before* edge.
4706
4707 A ``fence`` which has ``seq_cst`` ordering, in addition to having both
4708 ``acquire`` and ``release`` semantics specified above, participates in
4709 the global program order of other ``seq_cst`` operations and/or fences.
4710
4711 The optional ":ref:`singlethread <singlethread>`" argument specifies
4712 that the fence only synchronizes with other fences in the same thread.
4713 (This is useful for interacting with signal handlers.)
4714
4715 Example:
4716 """"""""
4717
4718 .. code-block:: llvm
4719
4720       fence acquire                          ; yields {void}
4721       fence singlethread seq_cst             ; yields {void}
4722
4723 .. _i_cmpxchg:
4724
4725 '``cmpxchg``' Instruction
4726 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4727
4728 Syntax:
4729 """""""
4730
4731 ::
4732
4733       cmpxchg [volatile] <ty>* <pointer>, <ty> <cmp>, <ty> <new> [singlethread] <ordering>  ; yields {ty}
4734
4735 Overview:
4736 """""""""
4737
4738 The '``cmpxchg``' instruction is used to atomically modify memory. It
4739 loads a value in memory and compares it to a given value. If they are
4740 equal, it stores a new value into the memory.
4741
4742 Arguments:
4743 """"""""""
4744
4745 There are three arguments to the '``cmpxchg``' instruction: an address
4746 to operate on, a value to compare to the value currently be at that
4747 address, and a new value to place at that address if the compared values
4748 are equal. The type of '<cmp>' must be an integer type whose bit width
4749 is a power of two greater than or equal to eight and less than or equal
4750 to a target-specific size limit. '<cmp>' and '<new>' must have the same
4751 type, and the type of '<pointer>' must be a pointer to that type. If the
4752 ``cmpxchg`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not allowed
4753 to modify the number or order of execution of this ``cmpxchg`` with
4754 other :ref:`volatile operations <volatile>`.
4755
4756 The :ref:`ordering <ordering>` argument specifies how this ``cmpxchg``
4757 synchronizes with other atomic operations.
4758
4759 The optional "``singlethread``" argument declares that the ``cmpxchg``
4760 is only atomic with respect to code (usually signal handlers) running in
4761 the same thread as the ``cmpxchg``. Otherwise the cmpxchg is atomic with
4762 respect to all other code in the system.
4763
4764 The pointer passed into cmpxchg must have alignment greater than or
4765 equal to the size in memory of the operand.
4766
4767 Semantics:
4768 """"""""""
4769
4770 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``'
4771 operand is read and compared to '``<cmp>``'; if the read value is the
4772 equal, '``<new>``' is written. The original value at the location is
4773 returned.
4774
4775 A successful ``cmpxchg`` is a read-modify-write instruction for the purpose
4776 of identifying release sequences. A failed ``cmpxchg`` is equivalent to an
4777 atomic load with an ordering parameter determined by dropping any
4778 ``release`` part of the ``cmpxchg``'s ordering.
4779
4780 Example:
4781 """"""""
4782
4783 .. code-block:: llvm
4784
4785     entry:
4786       %orig = atomic load i32* %ptr unordered                   ; yields {i32}
4787       br label %loop
4788
4789     loop:
4790       %cmp = phi i32 [ %orig, %entry ], [%old, %loop]
4791       %squared = mul i32 %cmp, %cmp
4792       %old = cmpxchg i32* %ptr, i32 %cmp, i32 %squared          ; yields {i32}
4793       %success = icmp eq i32 %cmp, %old
4794       br i1 %success, label %done, label %loop
4795
4796     done:
4797       ...
4798
4799 .. _i_atomicrmw:
4800
4801 '``atomicrmw``' Instruction
4802 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4803
4804 Syntax:
4805 """""""
4806
4807 ::
4808
4809       atomicrmw [volatile] <operation> <ty>* <pointer>, <ty> <value> [singlethread] <ordering>                   ; yields {ty}
4810
4811 Overview:
4812 """""""""
4813
4814 The '``atomicrmw``' instruction is used to atomically modify memory.
4815
4816 Arguments:
4817 """"""""""
4818
4819 There are three arguments to the '``atomicrmw``' instruction: an
4820 operation to apply, an address whose value to modify, an argument to the
4821 operation. The operation must be one of the following keywords:
4822
4823 -  xchg
4824 -  add
4825 -  sub
4826 -  and
4827 -  nand
4828 -  or
4829 -  xor
4830 -  max
4831 -  min
4832 -  umax
4833 -  umin
4834
4835 The type of '<value>' must be an integer type whose bit width is a power
4836 of two greater than or equal to eight and less than or equal to a
4837 target-specific size limit. The type of the '``<pointer>``' operand must
4838 be a pointer to that type. If the ``atomicrmw`` is marked as
4839 ``volatile``, then the optimizer is not allowed to modify the number or
4840 order of execution of this ``atomicrmw`` with other :ref:`volatile
4841 operations <volatile>`.
4842
4843 Semantics:
4844 """"""""""
4845
4846 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``'
4847 operand are atomically read, modified, and written back. The original
4848 value at the location is returned. The modification is specified by the
4849 operation argument:
4850
4851 -  xchg: ``*ptr = val``
4852 -  add: ``*ptr = *ptr + val``
4853 -  sub: ``*ptr = *ptr - val``
4854 -  and: ``*ptr = *ptr & val``
4855 -  nand: ``*ptr = ~(*ptr & val)``
4856 -  or: ``*ptr = *ptr | val``
4857 -  xor: ``*ptr = *ptr ^ val``
4858 -  max: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
4859 -  min: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
4860 -  umax: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using an unsigned
4861    comparison)
4862 -  umin: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using an unsigned
4863    comparison)
4864
4865 Example:
4866 """"""""
4867
4868 .. code-block:: llvm
4869
4870       %old = atomicrmw add i32* %ptr, i32 1 acquire                        ; yields {i32}
4871
4872 .. _i_getelementptr:
4873
4874 '``getelementptr``' Instruction
4875 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4876
4877 Syntax:
4878 """""""
4879
4880 ::
4881
4882       <result> = getelementptr <pty>* <ptrval>{, <ty> <idx>}*
4883       <result> = getelementptr inbounds <pty>* <ptrval>{, <ty> <idx>}*
4884       <result> = getelementptr <ptr vector> ptrval, <vector index type> idx
4885
4886 Overview:
4887 """""""""
4888
4889 The '``getelementptr``' instruction is used to get the address of a
4890 subelement of an :ref:`aggregate <t_aggregate>` data structure. It performs
4891 address calculation only and does not access memory.
4892
4893 Arguments:
4894 """"""""""
4895
4896 The first argument is always a pointer or a vector of pointers, and
4897 forms the basis of the calculation. The remaining arguments are indices
4898 that indicate which of the elements of the aggregate object are indexed.
4899 The interpretation of each index is dependent on the type being indexed
4900 into. The first index always indexes the pointer value given as the
4901 first argument, the second index indexes a value of the type pointed to
4902 (not necessarily the value directly pointed to, since the first index
4903 can be non-zero), etc. The first type indexed into must be a pointer
4904 value, subsequent types can be arrays, vectors, and structs. Note that
4905 subsequent types being indexed into can never be pointers, since that
4906 would require loading the pointer before continuing calculation.
4907
4908 The type of each index argument depends on the type it is indexing into.
4909 When indexing into a (optionally packed) structure, only ``i32`` integer
4910 **constants** are allowed (when using a vector of indices they must all
4911 be the **same** ``i32`` integer constant). When indexing into an array,
4912 pointer or vector, integers of any width are allowed, and they are not
4913 required to be constant. These integers are treated as signed values
4914 where relevant.
4915
4916 For example, let's consider a C code fragment and how it gets compiled
4917 to LLVM:
4918
4919 .. code-block:: c
4920
4921     struct RT {
4922       char A;
4923       int B[10][20];
4924       char C;
4925     };
4926     struct ST {
4927       int X;
4928       double Y;
4929       struct RT Z;
4930     };
4931
4932     int *foo(struct ST *s) {
4933       return &s[1].Z.B[5][13];
4934     }
4935
4936 The LLVM code generated by Clang is:
4937
4938 .. code-block:: llvm
4939
4940     %struct.RT = type { i8, [10 x [20 x i32]], i8 }
4941     %struct.ST = type { i32, double, %struct.RT }
4942
4943     define i32* @foo(%struct.ST* %s) nounwind uwtable readnone optsize ssp {
4944     entry:
4945       %arrayidx = getelementptr inbounds %struct.ST* %s, i64 1, i32 2, i32 1, i64 5, i64 13
4946       ret i32* %arrayidx
4947     }
4948
4949 Semantics:
4950 """"""""""
4951
4952 In the example above, the first index is indexing into the
4953 '``%struct.ST*``' type, which is a pointer, yielding a '``%struct.ST``'
4954 = '``{ i32, double, %struct.RT }``' type, a structure. The second index
4955 indexes into the third element of the structure, yielding a
4956 '``%struct.RT``' = '``{ i8 , [10 x [20 x i32]], i8 }``' type, another
4957 structure. The third index indexes into the second element of the
4958 structure, yielding a '``[10 x [20 x i32]]``' type, an array. The two
4959 dimensions of the array are subscripted into, yielding an '``i32``'
4960 type. The '``getelementptr``' instruction returns a pointer to this
4961 element, thus computing a value of '``i32*``' type.
4962
4963 Note that it is perfectly legal to index partially through a structure,
4964 returning a pointer to an inner element. Because of this, the LLVM code
4965 for the given testcase is equivalent to:
4966
4967 .. code-block:: llvm
4968
4969     define i32* @foo(%struct.ST* %s) {
4970       %t1 = getelementptr %struct.ST* %s, i32 1                 ; yields %struct.ST*:%t1
4971       %t2 = getelementptr %struct.ST* %t1, i32 0, i32 2         ; yields %struct.RT*:%t2
4972       %t3 = getelementptr %struct.RT* %t2, i32 0, i32 1         ; yields [10 x [20 x i32]]*:%t3
4973       %t4 = getelementptr [10 x [20 x i32]]* %t3, i32 0, i32 5  ; yields [20 x i32]*:%t4
4974       %t5 = getelementptr [20 x i32]* %t4, i32 0, i32 13        ; yields i32*:%t5
4975       ret i32* %t5
4976     }
4977
4978 If the ``inbounds`` keyword is present, the result value of the
4979 ``getelementptr`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the base
4980 pointer is not an *in bounds* address of an allocated object, or if any
4981 of the addresses that would be formed by successive addition of the
4982 offsets implied by the indices to the base address with infinitely
4983 precise signed arithmetic are not an *in bounds* address of that
4984 allocated object. The *in bounds* addresses for an allocated object are
4985 all the addresses that point into the object, plus the address one byte
4986 past the end. In cases where the base is a vector of pointers the
4987 ``inbounds`` keyword applies to each of the computations element-wise.
4988
4989 If the ``inbounds`` keyword is not present, the offsets are added to the
4990 base address with silently-wrapping two's complement arithmetic. If the
4991 offsets have a different width from the pointer, they are sign-extended
4992 or truncated to the width of the pointer. The result value of the
4993 ``getelementptr`` may be outside the object pointed to by the base
4994 pointer. The result value may not necessarily be used to access memory
4995 though, even if it happens to point into allocated storage. See the
4996 :ref:`Pointer Aliasing Rules <pointeraliasing>` section for more
4997 information.
4998
4999 The getelementptr instruction is often confusing. For some more insight
5000 into how it works, see :doc:`the getelementptr FAQ <GetElementPtr>`.
5001
5002 Example:
5003 """"""""
5004
5005 .. code-block:: llvm
5006
5007         ; yields [12 x i8]*:aptr
5008         %aptr = getelementptr {i32, [12 x i8]}* %saptr, i64 0, i32 1
5009         ; yields i8*:vptr
5010         %vptr = getelementptr {i32, <2 x i8>}* %svptr, i64 0, i32 1, i32 1
5011         ; yields i8*:eptr
5012         %eptr = getelementptr [12 x i8]* %aptr, i64 0, i32 1
5013         ; yields i32*:iptr
5014         %iptr = getelementptr [10 x i32]* @arr, i16 0, i16 0
5015
5016 In cases where the pointer argument is a vector of pointers, each index
5017 must be a vector with the same number of elements. For example:
5018
5019 .. code-block:: llvm
5020
5021      %A = getelementptr <4 x i8*> %ptrs, <4 x i64> %offsets,
5022
5023 Conversion Operations
5024 ---------------------
5025
5026 The instructions in this category are the conversion instructions
5027 (casting) which all take a single operand and a type. They perform
5028 various bit conversions on the operand.
5029
5030 '``trunc .. to``' Instruction
5031 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5032
5033 Syntax:
5034 """""""
5035
5036 ::
5037
5038       <result> = trunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5039
5040 Overview:
5041 """""""""
5042
5043 The '``trunc``' instruction truncates its operand to the type ``ty2``.
5044
5045 Arguments:
5046 """"""""""
5047
5048 The '``trunc``' instruction takes a value to trunc, and a type to trunc
5049 it to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors
5050 of the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
5051 larger than the bit size of the destination type, ``ty2``. Equal sized
5052 types are not allowed.
5053
5054 Semantics:
5055 """"""""""
5056
5057 The '``trunc``' instruction truncates the high order bits in ``value``
5058 and converts the remaining bits to ``ty2``. Since the source size must
5059 be larger than the destination size, ``trunc`` cannot be a *no-op cast*.
5060 It will always truncate bits.
5061
5062 Example:
5063 """"""""
5064
5065 .. code-block:: llvm
5066
5067       %X = trunc i32 257 to i8                        ; yields i8:1
5068       %Y = trunc i32 123 to i1                        ; yields i1:true
5069       %Z = trunc i32 122 to i1                        ; yields i1:false
5070       %W = trunc <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i8> ; yields <i8 8, i8 7>
5071
5072 '``zext .. to``' Instruction
5073 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5074
5075 Syntax:
5076 """""""
5077
5078 ::
5079
5080       <result> = zext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5081
5082 Overview:
5083 """""""""
5084
5085 The '``zext``' instruction zero extends its operand to type ``ty2``.
5086
5087 Arguments:
5088 """"""""""
5089
5090 The '``zext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
5091 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
5092 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
5093 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
5094
5095 Semantics:
5096 """"""""""
5097
5098 The ``zext`` fills the high order bits of the ``value`` with zero bits
5099 until it reaches the size of the destination type, ``ty2``.
5100
5101 When zero extending from i1, the result will always be either 0 or 1.
5102
5103 Example:
5104 """"""""
5105
5106 .. code-block:: llvm
5107
5108       %X = zext i32 257 to i64              ; yields i64:257
5109       %Y = zext i1 true to i32              ; yields i32:1
5110       %Z = zext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
5111
5112 '``sext .. to``' Instruction
5113 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5114
5115 Syntax:
5116 """""""
5117
5118 ::
5119
5120       <result> = sext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5121
5122 Overview:
5123 """""""""
5124
5125 The '``sext``' sign extends ``value`` to the type ``ty2``.
5126
5127 Arguments:
5128 """"""""""
5129
5130 The '``sext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
5131 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
5132 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
5133 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
5134
5135 Semantics:
5136 """"""""""
5137
5138 The '``sext``' instruction performs a sign extension by copying the sign
5139 bit (highest order bit) of the ``value`` until it reaches the bit size
5140 of the type ``ty2``.
5141
5142 When sign extending from i1, the extension always results in -1 or 0.
5143
5144 Example:
5145 """"""""
5146
5147 .. code-block:: llvm
5148
5149       %X = sext i8  -1 to i16              ; yields i16   :65535
5150       %Y = sext i1 true to i32             ; yields i32:-1
5151       %Z = sext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
5152
5153 '``fptrunc .. to``' Instruction
5154 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5155
5156 Syntax:
5157 """""""
5158
5159 ::
5160
5161       <result> = fptrunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5162
5163 Overview:
5164 """""""""
5165
5166 The '``fptrunc``' instruction truncates ``value`` to type ``ty2``.
5167
5168 Arguments:
5169 """"""""""
5170
5171 The '``fptrunc``' instruction takes a :ref:`floating point <t_floating>`
5172 value to cast and a :ref:`floating point <t_floating>` type to cast it to.
5173 The size of ``value`` must be larger than the size of ``ty2``. This
5174 implies that ``fptrunc`` cannot be used to make a *no-op cast*.
5175
5176 Semantics:
5177 """"""""""
5178
5179 The '``fptrunc``' instruction truncates a ``value`` from a larger
5180 :ref:`floating point <t_floating>` type to a smaller :ref:`floating
5181 point <t_floating>` type. If the value cannot fit within the
5182 destination type, ``ty2``, then the results are undefined.
5183
5184 Example:
5185 """"""""
5186
5187 .. code-block:: llvm
5188
5189       %X = fptrunc double 123.0 to float         ; yields float:123.0
5190       %Y = fptrunc double 1.0E+300 to float      ; yields undefined
5191
5192 '``fpext .. to``' Instruction
5193 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5194
5195 Syntax:
5196 """""""
5197
5198 ::
5199
5200       <result> = fpext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5201
5202 Overview:
5203 """""""""
5204
5205 The '``fpext``' extends a floating point ``value`` to a larger floating
5206 point value.
5207
5208 Arguments:
5209 """"""""""
5210
5211 The '``fpext``' instruction takes a :ref:`floating point <t_floating>`
5212 ``value`` to cast, and a :ref:`floating point <t_floating>` type to cast it
5213 to. The source type must be smaller than the destination type.
5214
5215 Semantics:
5216 """"""""""
5217
5218 The '``fpext``' instruction extends the ``value`` from a smaller
5219 :ref:`floating point <t_floating>` type to a larger :ref:`floating
5220 point <t_floating>` type. The ``fpext`` cannot be used to make a
5221 *no-op cast* because it always changes bits. Use ``bitcast`` to make a
5222 *no-op cast* for a floating point cast.
5223
5224 Example:
5225 """"""""
5226
5227 .. code-block:: llvm
5228
5229       %X = fpext float 3.125 to double         ; yields double:3.125000e+00
5230       %Y = fpext double %X to fp128            ; yields fp128:0xL00000000000000004000900000000000
5231
5232 '``fptoui .. to``' Instruction
5233 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5234
5235 Syntax:
5236 """""""
5237
5238 ::
5239
5240       <result> = fptoui <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5241
5242 Overview:
5243 """""""""
5244
5245 The '``fptoui``' converts a floating point ``value`` to its unsigned
5246 integer equivalent of type ``ty2``.
5247
5248 Arguments:
5249 """"""""""
5250
5251 The '``fptoui``' instruction takes a value to cast, which must be a
5252 scalar or vector :ref:`floating point <t_floating>` value, and a type to
5253 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
5254 ``ty`` is a vector floating point type, ``ty2`` must be a vector integer
5255 type with the same number of elements as ``ty``
5256
5257 Semantics:
5258 """"""""""
5259
5260 The '``fptoui``' instruction converts its :ref:`floating
5261 point <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
5262 unsigned integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the results
5263 are undefined.
5264
5265 Example:
5266 """"""""
5267
5268 .. code-block:: llvm
5269
5270       %X = fptoui double 123.0 to i32      ; yields i32:123
5271       %Y = fptoui float 1.0E+300 to i1     ; yields undefined:1
5272       %Z = fptoui float 1.04E+17 to i8     ; yields undefined:1
5273
5274 '``fptosi .. to``' Instruction
5275 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5276
5277 Syntax:
5278 """""""
5279
5280 ::
5281
5282       <result> = fptosi <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5283
5284 Overview:
5285 """""""""
5286
5287 The '``fptosi``' instruction converts :ref:`floating point <t_floating>`
5288 ``value`` to type ``ty2``.
5289
5290 Arguments:
5291 """"""""""
5292
5293 The '``fptosi``' instruction takes a value to cast, which must be a
5294 scalar or vector :ref:`floating point <t_floating>` value, and a type to
5295 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
5296 ``ty`` is a vector floating point type, ``ty2`` must be a vector integer
5297 type with the same number of elements as ``ty``
5298
5299 Semantics:
5300 """"""""""
5301
5302 The '``fptosi``' instruction converts its :ref:`floating
5303 point <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
5304 signed integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the results
5305 are undefined.
5306
5307 Example:
5308 """"""""
5309
5310 .. code-block:: llvm
5311
5312       %X = fptosi double -123.0 to i32      ; yields i32:-123
5313       %Y = fptosi float 1.0E-247 to i1      ; yields undefined:1
5314       %Z = fptosi float 1.04E+17 to i8      ; yields undefined:1
5315
5316 '``uitofp .. to``' Instruction
5317 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5318
5319 Syntax:
5320 """""""
5321
5322 ::
5323
5324       <result> = uitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5325
5326 Overview:
5327 """""""""
5328
5329 The '``uitofp``' instruction regards ``value`` as an unsigned integer
5330 and converts that value to the ``ty2`` type.
5331
5332 Arguments:
5333 """"""""""
5334
5335 The '``uitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
5336 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
5337 ``ty2``, which must be an :ref:`floating point <t_floating>` type. If
5338 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating point
5339 type with the same number of elements as ``ty``
5340
5341 Semantics:
5342 """"""""""
5343
5344 The '``uitofp``' instruction interprets its operand as an unsigned
5345 integer quantity and converts it to the corresponding floating point
5346 value. If the value cannot fit in the floating point value, the results
5347 are undefined.
5348
5349 Example:
5350 """"""""
5351
5352 .. code-block:: llvm
5353
5354       %X = uitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
5355       %Y = uitofp i8 -1 to double          ; yields double:255.0
5356
5357 '``sitofp .. to``' Instruction
5358 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5359
5360 Syntax:
5361 """""""
5362
5363 ::
5364
5365       <result> = sitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5366
5367 Overview:
5368 """""""""
5369
5370 The '``sitofp``' instruction regards ``value`` as a signed integer and
5371 converts that value to the ``ty2`` type.
5372
5373 Arguments:
5374 """"""""""
5375
5376 The '``sitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
5377 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
5378 ``ty2``, which must be an :ref:`floating point <t_floating>` type. If
5379 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating point
5380 type with the same number of elements as ``ty``
5381
5382 Semantics:
5383 """"""""""
5384
5385 The '``sitofp``' instruction interprets its operand as a signed integer
5386 quantity and converts it to the corresponding floating point value. If
5387 the value cannot fit in the floating point value, the results are
5388 undefined.
5389
5390 Example:
5391 """"""""
5392
5393 .. code-block:: llvm
5394
5395       %X = sitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
5396       %Y = sitofp i8 -1 to double          ; yields double:-1.0
5397
5398 .. _i_ptrtoint:
5399
5400 '``ptrtoint .. to``' Instruction
5401 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5402
5403 Syntax:
5404 """""""
5405
5406 ::
5407
5408       <result> = ptrtoint <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5409
5410 Overview:
5411 """""""""
5412
5413 The '``ptrtoint``' instruction converts the pointer or a vector of
5414 pointers ``value`` to the integer (or vector of integers) type ``ty2``.
5415
5416 Arguments:
5417 """"""""""
5418
5419 The '``ptrtoint``' instruction takes a ``value`` to cast, which must be
5420 a a value of type :ref:`pointer <t_pointer>` or a vector of pointers, and a
5421 type to cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` or
5422 a vector of integers type.
5423
5424 Semantics:
5425 """"""""""
5426
5427 The '``ptrtoint``' instruction converts ``value`` to integer type
5428 ``ty2`` by interpreting the pointer value as an integer and either
5429 truncating or zero extending that value to the size of the integer type.
5430 If ``value`` is smaller than ``ty2`` then a zero extension is done. If
5431 ``value`` is larger than ``ty2`` then a truncation is done. If they are
5432 the same size, then nothing is done (*no-op cast*) other than a type
5433 change.
5434
5435 Example:
5436 """"""""
5437
5438 .. code-block:: llvm
5439
5440       %X = ptrtoint i32* %P to i8                         ; yields truncation on 32-bit architecture
5441       %Y = ptrtoint i32* %P to i64                        ; yields zero extension on 32-bit architecture
5442       %Z = ptrtoint <4 x i32*> %P to <4 x i64>; yields vector zero extension for a vector of addresses on 32-bit architecture
5443
5444 .. _i_inttoptr:
5445
5446 '``inttoptr .. to``' Instruction
5447 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5448
5449 Syntax:
5450 """""""
5451
5452 ::
5453
5454       <result> = inttoptr <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5455
5456 Overview:
5457 """""""""
5458
5459 The '``inttoptr``' instruction converts an integer ``value`` to a
5460 pointer type, ``ty2``.
5461
5462 Arguments:
5463 """"""""""
5464
5465 The '``inttoptr``' instruction takes an :ref:`integer <t_integer>` value to
5466 cast, and a type to cast it to, which must be a :ref:`pointer <t_pointer>`
5467 type.
5468
5469 Semantics:
5470 """"""""""
5471
5472 The '``inttoptr``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` by
5473 applying either a zero extension or a truncation depending on the size
5474 of the integer ``value``. If ``value`` is larger than the size of a
5475 pointer then a truncation is done. If ``value`` is smaller than the size
5476 of a pointer then a zero extension is done. If they are the same size,
5477 nothing is done (*no-op cast*).
5478
5479 Example:
5480 """"""""
5481
5482 .. code-block:: llvm
5483
5484       %X = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields zero extension on 64-bit architecture
5485       %Y = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields no-op on 32-bit architecture
5486       %Z = inttoptr i64 0 to i32*            ; yields truncation on 32-bit architecture
5487       %Z = inttoptr <4 x i32> %G to <4 x i8*>; yields truncation of vector G to four pointers
5488
5489 .. _i_bitcast:
5490
5491 '``bitcast .. to``' Instruction
5492 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5493
5494 Syntax:
5495 """""""
5496
5497 ::
5498
5499       <result> = bitcast <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5500
5501 Overview:
5502 """""""""
5503
5504 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` without
5505 changing any bits.
5506
5507 Arguments:
5508 """"""""""
5509
5510 The '``bitcast``' instruction takes a value to cast, which must be a
5511 non-aggregate first class value, and a type to cast it to, which must
5512 also be a non-aggregate :ref:`first class <t_firstclass>` type. The bit
5513 sizes of ``value`` and the destination type, ``ty2``, must be identical.
5514 If the source type is a pointer, the destination type must also be a
5515 pointer. This instruction supports bitwise conversion of vectors to
5516 integers and to vectors of other types (as long as they have the same
5517 size).
5518
5519 Semantics:
5520 """"""""""
5521
5522 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2``. It is
5523 always a *no-op cast* because no bits change with this conversion. The
5524 conversion is done as if the ``value`` had been stored to memory and
5525 read back as type ``ty2``. Pointer (or vector of pointers) types may
5526 only be converted to other pointer (or vector of pointers) types with
5527 this instruction. To convert pointers to other types, use the
5528 :ref:`inttoptr <i_inttoptr>` or :ref:`ptrtoint <i_ptrtoint>` instructions
5529 first.
5530
5531 Example:
5532 """"""""
5533
5534 .. code-block:: llvm
5535
5536       %X = bitcast i8 255 to i8              ; yields i8 :-1
5537       %Y = bitcast i32* %x to sint*          ; yields sint*:%x
5538       %Z = bitcast <2 x int> %V to i64;        ; yields i64: %V
5539       %Z = bitcast <2 x i32*> %V to <2 x i64*> ; yields <2 x i64*>
5540
5541 .. _otherops:
5542
5543 Other Operations
5544 ----------------
5545
5546 The instructions in this category are the "miscellaneous" instructions,
5547 which defy better classification.
5548
5549 .. _i_icmp:
5550
5551 '``icmp``' Instruction
5552 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5553
5554 Syntax:
5555 """""""
5556
5557 ::
5558
5559       <result> = icmp <cond> <ty> <op1>, <op2>   ; yields {i1} or {<N x i1>}:result
5560
5561 Overview:
5562 """""""""
5563
5564 The '``icmp``' instruction returns a boolean value or a vector of
5565 boolean values based on comparison of its two integer, integer vector,
5566 pointer, or pointer vector operands.
5567
5568 Arguments:
5569 """"""""""
5570
5571 The '``icmp``' instruction takes three operands. The first operand is
5572 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
5573 not a value, just a keyword. The possible condition code are:
5574
5575 #. ``eq``: equal
5576 #. ``ne``: not equal
5577 #. ``ugt``: unsigned greater than
5578 #. ``uge``: unsigned greater or equal
5579 #. ``ult``: unsigned less than
5580 #. ``ule``: unsigned less or equal
5581 #. ``sgt``: signed greater than
5582 #. ``sge``: signed greater or equal
5583 #. ``slt``: signed less than
5584 #. ``sle``: signed less or equal
5585
5586 The remaining two arguments must be :ref:`integer <t_integer>` or
5587 :ref:`pointer <t_pointer>` or integer :ref:`vector <t_vector>` typed. They
5588 must also be identical types.
5589
5590 Semantics:
5591 """"""""""
5592
5593 The '``icmp``' compares ``op1`` and ``op2`` according to the condition
5594 code given as ``cond``. The comparison performed always yields either an
5595 :ref:`i1 <t_integer>` or vector of ``i1`` result, as follows:
5596
5597 #. ``eq``: yields ``true`` if the operands are equal, ``false``
5598    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
5599 #. ``ne``: yields ``true`` if the operands are unequal, ``false``
5600    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
5601 #. ``ugt``: interprets the operands as unsigned values and yields
5602    ``true`` if ``op1`` is greater than ``op2``.
5603 #. ``uge``: interprets the operands as unsigned values and yields
5604    ``true`` if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
5605 #. ``ult``: interprets the operands as unsigned values and yields
5606    ``true`` if ``op1`` is less than ``op2``.
5607 #. ``ule``: interprets the operands as unsigned values and yields
5608    ``true`` if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
5609 #. ``sgt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
5610    if ``op1`` is greater than ``op2``.
5611 #. ``sge``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
5612    if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
5613 #. ``slt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
5614    if ``op1`` is less than ``op2``.
5615 #. ``sle``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
5616    if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
5617
5618 If the operands are :ref:`pointer <t_pointer>` typed, the pointer values
5619 are compared as if they were integers.
5620
5621 If the operands are integer vectors, then they are compared element by
5622 element. The result is an ``i1`` vector with the same number of elements
5623 as the values being compared. Otherwise, the result is an ``i1``.
5624
5625 Example:
5626 """"""""
5627
5628 .. code-block:: llvm
5629
5630       <result> = icmp eq i32 4, 5          ; yields: result=false
5631       <result> = icmp ne float* %X, %X     ; yields: result=false
5632       <result> = icmp ult i16  4, 5        ; yields: result=true
5633       <result> = icmp sgt i16  4, 5        ; yields: result=false
5634       <result> = icmp ule i16 -4, 5        ; yields: result=false
5635       <result> = icmp sge i16  4, 5        ; yields: result=false
5636
5637 Note that the code generator does not yet support vector types with the
5638 ``icmp`` instruction.
5639
5640 .. _i_fcmp:
5641
5642 '``fcmp``' Instruction
5643 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5644
5645 Syntax:
5646 """""""
5647
5648 ::
5649
5650       <result> = fcmp <cond> <ty> <op1>, <op2>     ; yields {i1} or {<N x i1>}:result
5651
5652 Overview:
5653 """""""""
5654
5655 The '``fcmp``' instruction returns a boolean value or vector of boolean
5656 values based on comparison of its operands.
5657
5658 If the operands are floating point scalars, then the result type is a
5659 boolean (:ref:`i1 <t_integer>`).
5660
5661 If the operands are floating point vectors, then the result type is a
5662 vector of boolean with the same number of elements as the operands being
5663 compared.
5664
5665 Arguments:
5666 """"""""""
5667
5668 The '``fcmp``' instruction takes three operands. The first operand is
5669 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
5670 not a value, just a keyword. The possible condition code are:
5671
5672 #. ``false``: no comparison, always returns false
5673 #. ``oeq``: ordered and equal
5674 #. ``ogt``: ordered and greater than
5675 #. ``oge``: ordered and greater than or equal
5676 #. ``olt``: ordered and less than
5677 #. ``ole``: ordered and less than or equal
5678 #. ``one``: ordered and not equal
5679 #. ``ord``: ordered (no nans)
5680 #. ``ueq``: unordered or equal
5681 #. ``ugt``: unordered or greater than
5682 #. ``uge``: unordered or greater than or equal
5683 #. ``ult``: unordered or less than
5684 #. ``ule``: unordered or less than or equal
5685 #. ``une``: unordered or not equal
5686 #. ``uno``: unordered (either nans)
5687 #. ``true``: no comparison, always returns true
5688
5689 *Ordered* means that neither operand is a QNAN while *unordered* means
5690 that either operand may be a QNAN.
5691
5692 Each of ``val1`` and ``val2`` arguments must be either a :ref:`floating
5693 point <t_floating>` type or a :ref:`vector <t_vector>` of floating point
5694 type. They must have identical types.
5695
5696 Semantics:
5697 """"""""""
5698
5699 The '``fcmp``' instruction compares ``op1`` and ``op2`` according to the
5700 condition code given as ``cond``. If the operands are vectors, then the
5701 vectors are compared element by element. Each comparison performed
5702 always yields an :ref:`i1 <t_integer>` result, as follows:
5703
5704 #. ``false``: always yields ``false``, regardless of operands.
5705 #. ``oeq``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
5706    is equal to ``op2``.
5707 #. ``ogt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
5708    is greater than ``op2``.
5709 #. ``oge``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
5710    is greater than or equal to ``op2``.
5711 #. ``olt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
5712    is less than ``op2``.
5713 #. ``ole``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
5714    is less than or equal to ``op2``.
5715 #. ``one``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
5716    is not equal to ``op2``.
5717 #. ``ord``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN.
5718 #. ``ueq``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
5719    equal to ``op2``.
5720 #. ``ugt``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
5721    greater than ``op2``.
5722 #. ``uge``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
5723    greater than or equal to ``op2``.
5724 #. ``ult``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
5725    less than ``op2``.
5726 #. ``ule``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
5727    less than or equal to ``op2``.
5728 #. ``une``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
5729    not equal to ``op2``.
5730 #. ``uno``: yields ``true`` if either operand is a QNAN.
5731 #. ``true``: always yields ``true``, regardless of operands.
5732
5733 Example:
5734 """"""""
5735
5736 .. code-block:: llvm
5737
5738       <result> = fcmp oeq float 4.0, 5.0    ; yields: result=false
5739       <result> = fcmp one float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
5740       <result> = fcmp olt float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
5741       <result> = fcmp ueq double 1.0, 2.0   ; yields: result=false
5742
5743 Note that the code generator does not yet support vector types with the
5744 ``fcmp`` instruction.
5745
5746 .. _i_phi:
5747
5748 '``phi``' Instruction
5749 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5750
5751 Syntax:
5752 """""""
5753
5754 ::
5755
5756       <result> = phi <ty> [ <val0>, <label0>], ...
5757
5758 Overview:
5759 """""""""
5760
5761 The '``phi``' instruction is used to implement the Ï† node in the SSA
5762 graph representing the function.
5763
5764 Arguments:
5765 """"""""""
5766
5767 The type of the incoming values is specified with the first type field.
5768 After this, the '``phi``' instruction takes a list of pairs as
5769 arguments, with one pair for each predecessor basic block of the current
5770 block. Only values of :ref:`first class <t_firstclass>` type may be used as
5771 the value arguments to the PHI node. Only labels may be used as the
5772 label arguments.
5773
5774 There must be no non-phi instructions between the start of a basic block
5775 and the PHI instructions: i.e. PHI instructions must be first in a basic
5776 block.
5777
5778 For the purposes of the SSA form, the use of each incoming value is
5779 deemed to occur on the edge from the corresponding predecessor block to
5780 the current block (but after any definition of an '``invoke``'
5781 instruction's return value on the same edge).
5782
5783 Semantics:
5784 """"""""""
5785
5786 At runtime, the '``phi``' instruction logically takes on the value
5787 specified by the pair corresponding to the predecessor basic block that
5788 executed just prior to the current block.
5789
5790 Example:
5791 """"""""
5792
5793 .. code-block:: llvm
5794
5795     Loop:       ; Infinite loop that counts from 0 on up...
5796       %indvar = phi i32 [ 0, %LoopHeader ], [ %nextindvar, %Loop ]
5797       %nextindvar = add i32 %indvar, 1
5798       br label %Loop
5799
5800 .. _i_select:
5801
5802 '``select``' Instruction
5803 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5804
5805 Syntax:
5806 """""""
5807
5808 ::
5809
5810       <result> = select selty <cond>, <ty> <val1>, <ty> <val2>             ; yields ty
5811
5812       selty is either i1 or {<N x i1>}
5813
5814 Overview:
5815 """""""""
5816
5817 The '``select``' instruction is used to choose one value based on a
5818 condition, without branching.
5819
5820 Arguments:
5821 """"""""""
5822
5823 The '``select``' instruction requires an 'i1' value or a vector of 'i1'
5824 values indicating the condition, and two values of the same :ref:`first
5825 class <t_firstclass>` type. If the val1/val2 are vectors and the
5826 condition is a scalar, then entire vectors are selected, not individual
5827 elements.
5828
5829 Semantics:
5830 """"""""""
5831
5832 If the condition is an i1 and it evaluates to 1, the instruction returns
5833 the first value argument; otherwise, it returns the second value
5834 argument.
5835
5836 If the condition is a vector of i1, then the value arguments must be
5837 vectors of the same size, and the selection is done element by element.
5838
5839 Example:
5840 """"""""
5841
5842 .. code-block:: llvm
5843
5844       %X = select i1 true, i8 17, i8 42          ; yields i8:17
5845
5846 .. _i_call:
5847
5848 '``call``' Instruction
5849 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5850
5851 Syntax:
5852 """""""
5853
5854 ::
5855
5856       <result> = [tail] call [cconv] [ret attrs] <ty> [<fnty>*] <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
5857
5858 Overview:
5859 """""""""
5860
5861 The '``call``' instruction represents a simple function call.
5862
5863 Arguments:
5864 """"""""""
5865
5866 This instruction requires several arguments:
5867
5868 #. The optional "tail" marker indicates that the callee function does
5869    not access any allocas or varargs in the caller. Note that calls may
5870    be marked "tail" even if they do not occur before a
5871    :ref:`ret <i_ret>` instruction. If the "tail" marker is present, the
5872    function call is eligible for tail call optimization, but `might not
5873    in fact be optimized into a jump <CodeGenerator.html#tailcallopt>`_.
5874    The code generator may optimize calls marked "tail" with either 1)
5875    automatic `sibling call
5876    optimization <CodeGenerator.html#sibcallopt>`_ when the caller and
5877    callee have matching signatures, or 2) forced tail call optimization
5878    when the following extra requirements are met:
5879
5880    -  Caller and callee both have the calling convention ``fastcc``.
5881    -  The call is in tail position (ret immediately follows call and ret
5882       uses value of call or is void).
5883    -  Option ``-tailcallopt`` is enabled, or
5884       ``llvm::GuaranteedTailCallOpt`` is ``true``.
5885    -  `Platform specific constraints are
5886       met. <CodeGenerator.html#tailcallopt>`_
5887
5888 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
5889    convention <callingconv>` the call should use. If none is
5890    specified, the call defaults to using C calling conventions. The
5891    calling convention of the call must match the calling convention of
5892    the target function, or else the behavior is undefined.
5893 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
5894    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
5895    are valid here.
5896 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
5897    type of the return value. Functions that return no value are marked
5898    ``void``.
5899 #. '``fnty``': shall be the signature of the pointer to function value
5900    being invoked. The argument types must match the types implied by
5901    this signature. This type can be omitted if the function is not
5902    varargs and if the function type does not return a pointer to a
5903    function.
5904 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
5905    be invoked. In most cases, this is a direct function invocation, but
5906    indirect ``call``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
5907    to function value.
5908 #. '``function args``': argument list whose types match the function
5909    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
5910    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
5911    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
5912    extra arguments can be specified.
5913 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list. Only
5914    '``noreturn``', '``nounwind``', '``readonly``' and '``readnone``'
5915    attributes are valid here.
5916
5917 Semantics:
5918 """"""""""
5919
5920 The '``call``' instruction is used to cause control flow to transfer to
5921 a specified function, with its incoming arguments bound to the specified
5922 values. Upon a '``ret``' instruction in the called function, control
5923 flow continues with the instruction after the function call, and the
5924 return value of the function is bound to the result argument.
5925
5926 Example:
5927 """"""""
5928
5929 .. code-block:: llvm
5930
5931       %retval = call i32 @test(i32 %argc)
5932       call i32 (i8*, ...)* @printf(i8* %msg, i32 12, i8 42)        ; yields i32
5933       %X = tail call i32 @foo()                                    ; yields i32
5934       %Y = tail call fastcc i32 @foo()  ; yields i32
5935       call void %foo(i8 97 signext)
5936
5937       %struct.A = type { i32, i8 }
5938       %r = call %struct.A @foo()                        ; yields { 32, i8 }
5939       %gr = extractvalue %struct.A %r, 0                ; yields i32
5940       %gr1 = extractvalue %struct.A %r, 1               ; yields i8
5941       %Z = call void @foo() noreturn                    ; indicates that %foo never returns normally
5942       %ZZ = call zeroext i32 @bar()                     ; Return value is %zero extended
5943
5944 llvm treats calls to some functions with names and arguments that match
5945 the standard C99 library as being the C99 library functions, and may
5946 perform optimizations or generate code for them under that assumption.
5947 This is something we'd like to change in the future to provide better
5948 support for freestanding environments and non-C-based languages.
5949
5950 .. _i_va_arg:
5951
5952 '``va_arg``' Instruction
5953 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5954
5955 Syntax:
5956 """""""
5957
5958 ::
5959
5960       <resultval> = va_arg <va_list*> <arglist>, <argty>
5961
5962 Overview:
5963 """""""""
5964
5965 The '``va_arg``' instruction is used to access arguments passed through
5966 the "variable argument" area of a function call. It is used to implement
5967 the ``va_arg`` macro in C.
5968
5969 Arguments:
5970 """"""""""
5971
5972 This instruction takes a ``va_list*`` value and the type of the
5973 argument. It returns a value of the specified argument type and
5974 increments the ``va_list`` to point to the next argument. The actual
5975 type of ``va_list`` is target specific.
5976
5977 Semantics:
5978 """"""""""
5979
5980 The '``va_arg``' instruction loads an argument of the specified type
5981 from the specified ``va_list`` and causes the ``va_list`` to point to
5982 the next argument. For more information, see the variable argument
5983 handling :ref:`Intrinsic Functions <int_varargs>`.
5984
5985 It is legal for this instruction to be called in a function which does
5986 not take a variable number of arguments, for example, the ``vfprintf``
5987 function.
5988
5989 ``va_arg`` is an LLVM instruction instead of an :ref:`intrinsic
5990 function <intrinsics>` because it takes a type as an argument.
5991
5992 Example:
5993 """"""""
5994
5995 See the :ref:`variable argument processing <int_varargs>` section.
5996
5997 Note that the code generator does not yet fully support va\_arg on many
5998 targets. Also, it does not currently support va\_arg with aggregate
5999 types on any target.
6000
6001 .. _i_landingpad:
6002
6003 '``landingpad``' Instruction
6004 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6005
6006 Syntax:
6007 """""""
6008
6009 ::
6010
6011       <resultval> = landingpad <resultty> personality <type> <pers_fn> <clause>+
6012       <resultval> = landingpad <resultty> personality <type> <pers_fn> cleanup <clause>*
6013
6014       <clause> := catch <type> <value>
6015       <clause> := filter <array constant type> <array constant>
6016
6017 Overview:
6018 """""""""
6019
6020 The '``landingpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
6021 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
6022 is a landing pad --- one where the exception lands, and corresponds to the
6023 code found in the ``catch`` portion of a ``try``/``catch`` sequence. It
6024 defines values supplied by the personality function (``pers_fn``) upon
6025 re-entry to the function. The ``resultval`` has the type ``resultty``.
6026
6027 Arguments:
6028 """"""""""
6029
6030 This instruction takes a ``pers_fn`` value. This is the personality
6031 function associated with the unwinding mechanism. The optional
6032 ``cleanup`` flag indicates that the landing pad block is a cleanup.
6033
6034 A ``clause`` begins with the clause type --- ``catch`` or ``filter`` --- and
6035 contains the global variable representing the "type" that may be caught
6036 or filtered respectively. Unlike the ``catch`` clause, the ``filter``
6037 clause takes an array constant as its argument. Use
6038 "``[0 x i8**] undef``" for a filter which cannot throw. The
6039 '``landingpad``' instruction must contain *at least* one ``clause`` or
6040 the ``cleanup`` flag.
6041
6042 Semantics:
6043 """"""""""
6044
6045 The '``landingpad``' instruction defines the values which are set by the
6046 personality function (``pers_fn``) upon re-entry to the function, and
6047 therefore the "result type" of the ``landingpad`` instruction. As with
6048 calling conventions, how the personality function results are
6049 represented in LLVM IR is target specific.
6050
6051 The clauses are applied in order from top to bottom. If two
6052 ``landingpad`` instructions are merged together through inlining, the
6053 clauses from the calling function are appended to the list of clauses.
6054 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
6055 the exception is compared against each ``clause`` in turn. If it doesn't
6056 match any of the clauses, and the ``cleanup`` flag is not set, then
6057 unwinding continues further up the call stack.
6058
6059 The ``landingpad`` instruction has several restrictions:
6060
6061 -  A landing pad block is a basic block which is the unwind destination
6062    of an '``invoke``' instruction.
6063 -  A landing pad block must have a '``landingpad``' instruction as its
6064    first non-PHI instruction.
6065 -  There can be only one '``landingpad``' instruction within the landing
6066    pad block.
6067 -  A basic block that is not a landing pad block may not include a
6068    '``landingpad``' instruction.
6069 -  All '``landingpad``' instructions in a function must have the same
6070    personality function.
6071
6072 Example:
6073 """"""""
6074
6075 .. code-block:: llvm
6076
6077       ;; A landing pad which can catch an integer.
6078       %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
6079                catch i8** @_ZTIi
6080       ;; A landing pad that is a cleanup.
6081       %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
6082                cleanup
6083       ;; A landing pad which can catch an integer and can only throw a double.
6084       %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
6085                catch i8** @_ZTIi
6086                filter [1 x i8**] [@_ZTId]
6087
6088 .. _intrinsics:
6089
6090 Intrinsic Functions
6091 ===================
6092
6093 LLVM supports the notion of an "intrinsic function". These functions
6094 have well known names and semantics and are required to follow certain
6095 restrictions. Overall, these intrinsics represent an extension mechanism
6096 for the LLVM language that does not require changing all of the
6097 transformations in LLVM when adding to the language (or the bitcode
6098 reader/writer, the parser, etc...).
6099
6100 Intrinsic function names must all start with an "``llvm.``" prefix. This
6101 prefix is reserved in LLVM for intrinsic names; thus, function names may
6102 not begin with this prefix. Intrinsic functions must always be external
6103 functions: you cannot define the body of intrinsic functions. Intrinsic
6104 functions may only be used in call or invoke instructions: it is illegal
6105 to take the address of an intrinsic function. Additionally, because
6106 intrinsic functions are part of the LLVM language, it is required if any
6107 are added that they be documented here.
6108
6109 Some intrinsic functions can be overloaded, i.e., the intrinsic
6110 represents a family of functions that perform the same operation but on
6111 different data types. Because LLVM can represent over 8 million
6112 different integer types, overloading is used commonly to allow an
6113 intrinsic function to operate on any integer type. One or more of the
6114 argument types or the result type can be overloaded to accept any
6115 integer type. Argument types may also be defined as exactly matching a
6116 previous argument's type or the result type. This allows an intrinsic
6117 function which accepts multiple arguments, but needs all of them to be
6118 of the same type, to only be overloaded with respect to a single
6119 argument or the result.
6120
6121 Overloaded intrinsics will have the names of its overloaded argument
6122 types encoded into its function name, each preceded by a period. Only
6123 those types which are overloaded result in a name suffix. Arguments
6124 whose type is matched against another type do not. For example, the
6125 ``llvm.ctpop`` function can take an integer of any width and returns an
6126 integer of exactly the same integer width. This leads to a family of
6127 functions such as ``i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %val)`` and
6128 ``i29 @llvm.ctpop.i29(i29 %val)``. Only one type, the return type, is
6129 overloaded, and only one type suffix is required. Because the argument's
6130 type is matched against the return type, it does not require its own
6131 name suffix.
6132
6133 To learn how to add an intrinsic function, please see the `Extending
6134 LLVM Guide <ExtendingLLVM.html>`_.
6135
6136 .. _int_varargs:
6137
6138 Variable Argument Handling Intrinsics
6139 -------------------------------------
6140
6141 Variable argument support is defined in LLVM with the
6142 :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and these three intrinsic
6143 functions. These functions are related to the similarly named macros
6144 defined in the ``<stdarg.h>`` header file.
6145
6146 All of these functions operate on arguments that use a target-specific
6147 value type "``va_list``". The LLVM assembly language reference manual
6148 does not define what this type is, so all transformations should be
6149 prepared to handle these functions regardless of the type used.
6150
6151 This example shows how the :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and the
6152 variable argument handling intrinsic functions are used.
6153
6154 .. code-block:: llvm
6155
6156     define i32 @test(i32 %X, ...) {
6157       ; Initialize variable argument processing
6158       %ap = alloca i8*
6159       %ap2 = bitcast i8** %ap to i8*
6160       call void @llvm.va_start(i8* %ap2)
6161
6162       ; Read a single integer argument
6163       %tmp = va_arg i8** %ap, i32
6164
6165       ; Demonstrate usage of llvm.va_copy and llvm.va_end
6166       %aq = alloca i8*
6167       %aq2 = bitcast i8** %aq to i8*
6168       call void @llvm.va_copy(i8* %aq2, i8* %ap2)
6169       call void @llvm.va_end(i8* %aq2)
6170
6171       ; Stop processing of arguments.
6172       call void @llvm.va_end(i8* %ap2)
6173       ret i32 %tmp
6174     }
6175
6176     declare void @llvm.va_start(i8*)
6177     declare void @llvm.va_copy(i8*, i8*)
6178     declare void @llvm.va_end(i8*)
6179
6180 .. _int_va_start:
6181
6182 '``llvm.va_start``' Intrinsic
6183 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6184
6185 Syntax:
6186 """""""
6187
6188 ::
6189
6190       declare void %llvm.va_start(i8* <arglist>)
6191
6192 Overview:
6193 """""""""
6194
6195 The '``llvm.va_start``' intrinsic initializes ``*<arglist>`` for
6196 subsequent use by ``va_arg``.
6197
6198 Arguments:
6199 """"""""""
6200
6201 The argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
6202
6203 Semantics:
6204 """"""""""
6205
6206 The '``llvm.va_start``' intrinsic works just like the ``va_start`` macro
6207 available in C. In a target-dependent way, it initializes the
6208 ``va_list`` element to which the argument points, so that the next call
6209 to ``va_arg`` will produce the first variable argument passed to the
6210 function. Unlike the C ``va_start`` macro, this intrinsic does not need
6211 to know the last argument of the function as the compiler can figure
6212 that out.
6213
6214 '``llvm.va_end``' Intrinsic
6215 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6216
6217 Syntax:
6218 """""""
6219
6220 ::
6221
6222       declare void @llvm.va_end(i8* <arglist>)
6223
6224 Overview:
6225 """""""""
6226
6227 The '``llvm.va_end``' intrinsic destroys ``*<arglist>``, which has been
6228 initialized previously with ``llvm.va_start`` or ``llvm.va_copy``.
6229
6230 Arguments:
6231 """"""""""
6232
6233 The argument is a pointer to a ``va_list`` to destroy.
6234
6235 Semantics:
6236 """"""""""
6237
6238 The '``llvm.va_end``' intrinsic works just like the ``va_end`` macro
6239 available in C. In a target-dependent way, it destroys the ``va_list``
6240 element to which the argument points. Calls to
6241 :ref:`llvm.va_start <int_va_start>` and
6242 :ref:`llvm.va_copy <int_va_copy>` must be matched exactly with calls to
6243 ``llvm.va_end``.
6244
6245 .. _int_va_copy:
6246
6247 '``llvm.va_copy``' Intrinsic
6248 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6249
6250 Syntax:
6251 """""""
6252
6253 ::
6254
6255       declare void @llvm.va_copy(i8* <destarglist>, i8* <srcarglist>)
6256
6257 Overview:
6258 """""""""
6259
6260 The '``llvm.va_copy``' intrinsic copies the current argument position
6261 from the source argument list to the destination argument list.
6262
6263 Arguments:
6264 """"""""""
6265
6266 The first argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
6267 The second argument is a pointer to a ``va_list`` element to copy from.
6268
6269 Semantics:
6270 """"""""""
6271
6272 The '``llvm.va_copy``' intrinsic works just like the ``va_copy`` macro
6273 available in C. In a target-dependent way, it copies the source
6274 ``va_list`` element into the destination ``va_list`` element. This
6275 intrinsic is necessary because the `` llvm.va_start`` intrinsic may be
6276 arbitrarily complex and require, for example, memory allocation.
6277
6278 Accurate Garbage Collection Intrinsics
6279 --------------------------------------
6280
6281 LLVM support for `Accurate Garbage Collection <GarbageCollection.html>`_
6282 (GC) requires the implementation and generation of these intrinsics.
6283 These intrinsics allow identification of :ref:`GC roots on the
6284 stack <int_gcroot>`, as well as garbage collector implementations that
6285 require :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers.
6286 Front-ends for type-safe garbage collected languages should generate
6287 these intrinsics to make use of the LLVM garbage collectors. For more
6288 details, see `Accurate Garbage Collection with
6289 LLVM <GarbageCollection.html>`_.
6290
6291 The garbage collection intrinsics only operate on objects in the generic
6292 address space (address space zero).
6293
6294 .. _int_gcroot:
6295
6296 '``llvm.gcroot``' Intrinsic
6297 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6298
6299 Syntax:
6300 """""""
6301
6302 ::
6303
6304       declare void @llvm.gcroot(i8** %ptrloc, i8* %metadata)
6305
6306 Overview:
6307 """""""""
6308
6309 The '``llvm.gcroot``' intrinsic declares the existence of a GC root to
6310 the code generator, and allows some metadata to be associated with it.
6311
6312 Arguments:
6313 """"""""""
6314
6315 The first argument specifies the address of a stack object that contains
6316 the root pointer. The second pointer (which must be either a constant or
6317 a global value address) contains the meta-data to be associated with the
6318 root.
6319
6320 Semantics:
6321 """"""""""
6322
6323 At runtime, a call to this intrinsic stores a null pointer into the
6324 "ptrloc" location. At compile-time, the code generator generates
6325 information to allow the runtime to find the pointer at GC safe points.
6326 The '``llvm.gcroot``' intrinsic may only be used in a function which
6327 :ref:`specifies a GC algorithm <gc>`.
6328
6329 .. _int_gcread:
6330
6331 '``llvm.gcread``' Intrinsic
6332 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6333
6334 Syntax:
6335 """""""
6336
6337 ::
6338
6339       declare i8* @llvm.gcread(i8* %ObjPtr, i8** %Ptr)
6340
6341 Overview:
6342 """""""""
6343
6344 The '``llvm.gcread``' intrinsic identifies reads of references from heap
6345 locations, allowing garbage collector implementations that require read
6346 barriers.
6347
6348 Arguments:
6349 """"""""""
6350
6351 The second argument is the address to read from, which should be an
6352 address allocated from the garbage collector. The first object is a
6353 pointer to the start of the referenced object, if needed by the language
6354 runtime (otherwise null).
6355
6356 Semantics:
6357 """"""""""
6358
6359 The '``llvm.gcread``' intrinsic has the same semantics as a load
6360 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
6361 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcread``'
6362 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
6363 algorithm <gc>`.
6364
6365 .. _int_gcwrite:
6366
6367 '``llvm.gcwrite``' Intrinsic
6368 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6369
6370 Syntax:
6371 """""""
6372
6373 ::
6374
6375       declare void @llvm.gcwrite(i8* %P1, i8* %Obj, i8** %P2)
6376
6377 Overview:
6378 """""""""
6379
6380 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic identifies writes of references to heap
6381 locations, allowing garbage collector implementations that require write
6382 barriers (such as generational or reference counting collectors).
6383
6384 Arguments:
6385 """"""""""
6386
6387 The first argument is the reference to store, the second is the start of
6388 the object to store it to, and the third is the address of the field of
6389 Obj to store to. If the runtime does not require a pointer to the
6390 object, Obj may be null.
6391
6392 Semantics:
6393 """"""""""
6394
6395 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic has the same semantics as a store
6396 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
6397 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcwrite``'
6398 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
6399 algorithm <gc>`.
6400
6401 Code Generator Intrinsics
6402 -------------------------
6403
6404 These intrinsics are provided by LLVM to expose special features that
6405 may only be implemented with code generator support.
6406
6407 '``llvm.returnaddress``' Intrinsic
6408 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6409
6410 Syntax:
6411 """""""
6412
6413 ::
6414
6415       declare i8  *@llvm.returnaddress(i32 <level>)
6416
6417 Overview:
6418 """""""""
6419
6420 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic attempts to compute a
6421 target-specific value indicating the return address of the current
6422 function or one of its callers.
6423
6424 Arguments:
6425 """"""""""
6426
6427 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
6428 address for. Zero indicates the calling function, one indicates its
6429 caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
6430 value.
6431
6432 Semantics:
6433 """"""""""
6434
6435 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic either returns a pointer
6436 indicating the return address of the specified call frame, or zero if it
6437 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
6438 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
6439 used for debugging purposes.
6440
6441 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
6442 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
6443 of the obvious source-language caller.
6444
6445 '``llvm.frameaddress``' Intrinsic
6446 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6447
6448 Syntax:
6449 """""""
6450
6451 ::
6452
6453       declare i8* @llvm.frameaddress(i32 <level>)
6454
6455 Overview:
6456 """""""""
6457
6458 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic attempts to return the
6459 target-specific frame pointer value for the specified stack frame.
6460
6461 Arguments:
6462 """"""""""
6463
6464 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
6465 frame pointer for. Zero indicates the calling function, one indicates
6466 its caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
6467 value.
6468
6469 Semantics:
6470 """"""""""
6471
6472 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic either returns a pointer
6473 indicating the frame address of the specified call frame, or zero if it
6474 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
6475 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
6476 used for debugging purposes.
6477
6478 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
6479 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
6480 of the obvious source-language caller.
6481
6482 .. _int_stacksave:
6483
6484 '``llvm.stacksave``' Intrinsic
6485 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6486
6487 Syntax:
6488 """""""
6489
6490 ::
6491
6492       declare i8* @llvm.stacksave()
6493
6494 Overview:
6495 """""""""
6496
6497 The '``llvm.stacksave``' intrinsic is used to remember the current state
6498 of the function stack, for use with
6499 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. This is useful for
6500 implementing language features like scoped automatic variable sized
6501 arrays in C99.
6502
6503 Semantics:
6504 """"""""""
6505
6506 This intrinsic returns a opaque pointer value that can be passed to
6507 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. When an
6508 ``llvm.stackrestore`` intrinsic is executed with a value saved from
6509 ``llvm.stacksave``, it effectively restores the state of the stack to
6510 the state it was in when the ``llvm.stacksave`` intrinsic executed. In
6511 practice, this pops any :ref:`alloca <i_alloca>` blocks from the stack that
6512 were allocated after the ``llvm.stacksave`` was executed.
6513
6514 .. _int_stackrestore:
6515
6516 '``llvm.stackrestore``' Intrinsic
6517 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6518
6519 Syntax:
6520 """""""
6521
6522 ::
6523
6524       declare void @llvm.stackrestore(i8* %ptr)
6525
6526 Overview:
6527 """""""""
6528
6529 The '``llvm.stackrestore``' intrinsic is used to restore the state of
6530 the function stack to the state it was in when the corresponding
6531 :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` intrinsic executed. This is
6532 useful for implementing language features like scoped automatic variable
6533 sized arrays in C99.
6534
6535 Semantics:
6536 """"""""""
6537
6538 See the description for :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>`.
6539
6540 '``llvm.prefetch``' Intrinsic
6541 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6542
6543 Syntax:
6544 """""""
6545
6546 ::
6547
6548       declare void @llvm.prefetch(i8* <address>, i32 <rw>, i32 <locality>, i32 <cache type>)
6549
6550 Overview:
6551 """""""""
6552
6553 The '``llvm.prefetch``' intrinsic is a hint to the code generator to
6554 insert a prefetch instruction if supported; otherwise, it is a noop.
6555 Prefetches have no effect on the behavior of the program but can change
6556 its performance characteristics.
6557
6558 Arguments:
6559 """"""""""
6560
6561 ``address`` is the address to be prefetched, ``rw`` is the specifier
6562 determining if the fetch should be for a read (0) or write (1), and
6563 ``locality`` is a temporal locality specifier ranging from (0) - no
6564 locality, to (3) - extremely local keep in cache. The ``cache type``
6565 specifies whether the prefetch is performed on the data (1) or
6566 instruction (0) cache. The ``rw``, ``locality`` and ``cache type``
6567 arguments must be constant integers.
6568
6569 Semantics:
6570 """"""""""
6571
6572 This intrinsic does not modify the behavior of the program. In
6573 particular, prefetches cannot trap and do not produce a value. On
6574 targets that support this intrinsic, the prefetch can provide hints to
6575 the processor cache for better performance.
6576
6577 '``llvm.pcmarker``' Intrinsic
6578 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6579
6580 Syntax:
6581 """""""
6582
6583 ::
6584
6585       declare void @llvm.pcmarker(i32 <id>)
6586
6587 Overview:
6588 """""""""
6589
6590 The '``llvm.pcmarker``' intrinsic is a method to export a Program
6591 Counter (PC) in a region of code to simulators and other tools. The
6592 method is target specific, but it is expected that the marker will use
6593 exported symbols to transmit the PC of the marker. The marker makes no
6594 guarantees that it will remain with any specific instruction after
6595 optimizations. It is possible that the presence of a marker will inhibit
6596 optimizations. The intended use is to be inserted after optimizations to
6597 allow correlations of simulation runs.
6598
6599 Arguments:
6600 """"""""""
6601
6602 ``id`` is a numerical id identifying the marker.
6603
6604 Semantics:
6605 """"""""""
6606
6607 This intrinsic does not modify the behavior of the program. Backends
6608 that do not support this intrinsic may ignore it.
6609
6610 '``llvm.readcyclecounter``' Intrinsic
6611 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6612
6613 Syntax:
6614 """""""
6615
6616 ::
6617
6618       declare i64 @llvm.readcyclecounter()
6619
6620 Overview:
6621 """""""""
6622
6623 The '``llvm.readcyclecounter``' intrinsic provides access to the cycle
6624 counter register (or similar low latency, high accuracy clocks) on those
6625 targets that support it. On X86, it should map to RDTSC. On Alpha, it
6626 should map to RPCC. As the backing counters overflow quickly (on the
6627 order of 9 seconds on alpha), this should only be used for small
6628 timings.
6629
6630 Semantics:
6631 """"""""""
6632
6633 When directly supported, reading the cycle counter should not modify any
6634 memory. Implementations are allowed to either return a application
6635 specific value or a system wide value. On backends without support, this
6636 is lowered to a constant 0.
6637
6638 Standard C Library Intrinsics
6639 -----------------------------
6640
6641 LLVM provides intrinsics for a few important standard C library
6642 functions. These intrinsics allow source-language front-ends to pass
6643 information about the alignment of the pointer arguments to the code
6644 generator, providing opportunity for more efficient code generation.
6645
6646 .. _int_memcpy:
6647
6648 '``llvm.memcpy``' Intrinsic
6649 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6650
6651 Syntax:
6652 """""""
6653
6654 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy`` on any
6655 integer bit width and for different address spaces. Not all targets
6656 support all bit widths however.
6657
6658 ::
6659
6660       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
6661                                               i32 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
6662       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
6663                                               i64 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
6664
6665 Overview:
6666 """""""""
6667
6668 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
6669 source location to the destination location.
6670
6671 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memcpy.*``
6672 intrinsics do not return a value, takes extra alignment/isvolatile
6673 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
6674
6675 Arguments:
6676 """"""""""
6677
6678 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
6679 pointer to the source. The third argument is an integer argument
6680 specifying the number of bytes to copy, the fourth argument is the
6681 alignment of the source and destination locations, and the fifth is a
6682 boolean indicating a volatile access.
6683
6684 If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
6685 then the caller guarantees that both the source and destination pointers
6686 are aligned to that boundary.
6687
6688 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memcpy`` call is
6689 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
6690 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
6691
6692 Semantics:
6693 """"""""""
6694
6695 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
6696 source location to the destination location, which are not allowed to
6697 overlap. It copies "len" bytes of memory over. If the argument is known
6698 to be aligned to some boundary, this can be specified as the fourth
6699 argument, otherwise it should be set to 0 or 1.
6700
6701 '``llvm.memmove``' Intrinsic
6702 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6703
6704 Syntax:
6705 """""""
6706
6707 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memmove on any integer
6708 bit width and for different address space. Not all targets support all
6709 bit widths however.
6710
6711 ::
6712
6713       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
6714                                                i32 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
6715       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
6716                                                i64 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
6717
6718 Overview:
6719 """""""""
6720
6721 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics move a block of memory from the
6722 source location to the destination location. It is similar to the
6723 '``llvm.memcpy``' intrinsic but allows the two memory locations to
6724 overlap.
6725
6726 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memmove.*``
6727 intrinsics do not return a value, takes extra alignment/isvolatile
6728 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
6729
6730 Arguments:
6731 """"""""""
6732
6733 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
6734 pointer to the source. The third argument is an integer argument
6735 specifying the number of bytes to copy, the fourth argument is the
6736 alignment of the source and destination locations, and the fifth is a
6737 boolean indicating a volatile access.
6738
6739 If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
6740 then the caller guarantees that the source and destination pointers are
6741 aligned to that boundary.
6742
6743 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memmove`` call
6744 is a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is
6745 not very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
6746
6747 Semantics:
6748 """"""""""
6749
6750 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics copy a block of memory from the
6751 source location to the destination location, which may overlap. It
6752 copies "len" bytes of memory over. If the argument is known to be
6753 aligned to some boundary, this can be specified as the fourth argument,
6754 otherwise it should be set to 0 or 1.
6755
6756 '``llvm.memset.*``' Intrinsics
6757 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6758
6759 Syntax:
6760 """""""
6761
6762 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memset on any integer
6763 bit width and for different address spaces. However, not all targets
6764 support all bit widths.
6765
6766 ::
6767
6768       declare void @llvm.memset.p0i8.i32(i8* <dest>, i8 <val>,
6769                                          i32 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
6770       declare void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* <dest>, i8 <val>,
6771                                          i64 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
6772
6773 Overview:
6774 """""""""
6775
6776 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill a block of memory with a
6777 particular byte value.
6778
6779 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memset``
6780 intrinsic does not return a value and takes extra alignment/volatile
6781 arguments. Also, the destination can be in an arbitrary address space.
6782
6783 Arguments:
6784 """"""""""
6785
6786 The first argument is a pointer to the destination to fill, the second
6787 is the byte value with which to fill it, the third argument is an
6788 integer argument specifying the number of bytes to fill, and the fourth
6789 argument is the known alignment of the destination location.
6790
6791 If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
6792 then the caller guarantees that the destination pointer is aligned to
6793 that boundary.
6794
6795 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memset`` call is
6796 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
6797 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
6798
6799 Semantics:
6800 """"""""""
6801
6802 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill "len" bytes of memory starting
6803 at the destination location. If the argument is known to be aligned to
6804 some boundary, this can be specified as the fourth argument, otherwise
6805 it should be set to 0 or 1.
6806
6807 '``llvm.sqrt.*``' Intrinsic
6808 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6809
6810 Syntax:
6811 """""""
6812
6813 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sqrt`` on any
6814 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
6815 all types however.
6816
6817 ::
6818
6819       declare float     @llvm.sqrt.f32(float %Val)
6820       declare double    @llvm.sqrt.f64(double %Val)
6821       declare x86_fp80  @llvm.sqrt.f80(x86_fp80 %Val)
6822       declare fp128     @llvm.sqrt.f128(fp128 %Val)
6823       declare ppc_fp128 @llvm.sqrt.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
6824
6825 Overview:
6826 """""""""
6827
6828 The '``llvm.sqrt``' intrinsics return the sqrt of the specified operand,
6829 returning the same value as the libm '``sqrt``' functions would. Unlike
6830 ``sqrt`` in libm, however, ``llvm.sqrt`` has undefined behavior for
6831 negative numbers other than -0.0 (which allows for better optimization,
6832 because there is no need to worry about errno being set).
6833 ``llvm.sqrt(-0.0)`` is defined to return -0.0 like IEEE sqrt.
6834
6835 Arguments:
6836 """"""""""
6837
6838 The argument and return value are floating point numbers of the same
6839 type.
6840
6841 Semantics:
6842 """"""""""
6843
6844 This function returns the sqrt of the specified operand if it is a
6845 nonnegative floating point number.
6846
6847 '``llvm.powi.*``' Intrinsic
6848 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6849
6850 Syntax:
6851 """""""
6852
6853 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.powi`` on any
6854 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
6855 all types however.
6856
6857 ::
6858
6859       declare float     @llvm.powi.f32(float  %Val, i32 %power)
6860       declare double    @llvm.powi.f64(double %Val, i32 %power)
6861       declare x86_fp80  @llvm.powi.f80(x86_fp80  %Val, i32 %power)
6862       declare fp128     @llvm.powi.f128(fp128 %Val, i32 %power)
6863       declare ppc_fp128 @llvm.powi.ppcf128(ppc_fp128  %Val, i32 %power)
6864
6865 Overview:
6866 """""""""
6867
6868 The '``llvm.powi.*``' intrinsics return the first operand raised to the
6869 specified (positive or negative) power. The order of evaluation of
6870 multiplications is not defined. When a vector of floating point type is
6871 used, the second argument remains a scalar integer value.
6872
6873 Arguments:
6874 """"""""""
6875
6876 The second argument is an integer power, and the first is a value to
6877 raise to that power.
6878
6879 Semantics:
6880 """"""""""
6881
6882 This function returns the first value raised to the second power with an
6883 unspecified sequence of rounding operations.
6884
6885 '``llvm.sin.*``' Intrinsic
6886 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6887
6888 Syntax:
6889 """""""
6890
6891 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sin`` on any
6892 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
6893 all types however.
6894
6895 ::
6896
6897       declare float     @llvm.sin.f32(float  %Val)
6898       declare double    @llvm.sin.f64(double %Val)
6899       declare x86_fp80  @llvm.sin.f80(x86_fp80  %Val)
6900       declare fp128     @llvm.sin.f128(fp128 %Val)
6901       declare ppc_fp128 @llvm.sin.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
6902
6903 Overview:
6904 """""""""
6905
6906 The '``llvm.sin.*``' intrinsics return the sine of the operand.
6907
6908 Arguments:
6909 """"""""""
6910
6911 The argument and return value are floating point numbers of the same
6912 type.
6913
6914 Semantics:
6915 """"""""""
6916
6917 This function returns the sine of the specified operand, returning the
6918 same values as the libm ``sin`` functions would, and handles error
6919 conditions in the same way.
6920
6921 '``llvm.cos.*``' Intrinsic
6922 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6923
6924 Syntax:
6925 """""""
6926
6927 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cos`` on any
6928 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
6929 all types however.
6930
6931 ::
6932
6933       declare float     @llvm.cos.f32(float  %Val)
6934       declare double    @llvm.cos.f64(double %Val)
6935       declare x86_fp80  @llvm.cos.f80(x86_fp80  %Val)
6936       declare fp128     @llvm.cos.f128(fp128 %Val)
6937       declare ppc_fp128 @llvm.cos.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
6938
6939 Overview:
6940 """""""""
6941
6942 The '``llvm.cos.*``' intrinsics return the cosine of the operand.
6943
6944 Arguments:
6945 """"""""""
6946
6947 The argument and return value are floating point numbers of the same
6948 type.
6949
6950 Semantics:
6951 """"""""""
6952
6953 This function returns the cosine of the specified operand, returning the
6954 same values as the libm ``cos`` functions would, and handles error
6955 conditions in the same way.
6956
6957 '``llvm.pow.*``' Intrinsic
6958 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6959
6960 Syntax:
6961 """""""
6962
6963 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.pow`` on any
6964 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
6965 all types however.
6966
6967 ::
6968
6969       declare float     @llvm.pow.f32(float  %Val, float %Power)
6970       declare double    @llvm.pow.f64(double %Val, double %Power)
6971       declare x86_fp80  @llvm.pow.f80(x86_fp80  %Val, x86_fp80 %Power)
6972       declare fp128     @llvm.pow.f128(fp128 %Val, fp128 %Power)
6973       declare ppc_fp128 @llvm.pow.ppcf128(ppc_fp128  %Val, ppc_fp128 Power)
6974
6975 Overview:
6976 """""""""
6977
6978 The '``llvm.pow.*``' intrinsics return the first operand raised to the
6979 specified (positive or negative) power.
6980
6981 Arguments:
6982 """"""""""
6983
6984 The second argument is a floating point power, and the first is a value
6985 to raise to that power.
6986
6987 Semantics:
6988 """"""""""
6989
6990 This function returns the first value raised to the second power,
6991 returning the same values as the libm ``pow`` functions would, and
6992 handles error conditions in the same way.
6993
6994 '``llvm.exp.*``' Intrinsic
6995 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6996
6997 Syntax:
6998 """""""
6999
7000 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp`` on any
7001 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7002 all types however.
7003
7004 ::
7005
7006       declare float     @llvm.exp.f32(float  %Val)
7007       declare double    @llvm.exp.f64(double %Val)
7008       declare x86_fp80  @llvm.exp.f80(x86_fp80  %Val)
7009       declare fp128     @llvm.exp.f128(fp128 %Val)
7010       declare ppc_fp128 @llvm.exp.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7011
7012 Overview:
7013 """""""""
7014
7015 The '``llvm.exp.*``' intrinsics perform the exp function.
7016
7017 Arguments:
7018 """"""""""
7019
7020 The argument and return value are floating point numbers of the same
7021 type.
7022
7023 Semantics:
7024 """"""""""
7025
7026 This function returns the same values as the libm ``exp`` functions
7027 would, and handles error conditions in the same way.
7028
7029 '``llvm.exp2.*``' Intrinsic
7030 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7031
7032 Syntax:
7033 """""""
7034
7035 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp2`` on any
7036 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7037 all types however.
7038
7039 ::
7040
7041       declare float     @llvm.exp2.f32(float  %Val)
7042       declare double    @llvm.exp2.f64(double %Val)
7043       declare x86_fp80  @llvm.exp2.f80(x86_fp80  %Val)
7044       declare fp128     @llvm.exp2.f128(fp128 %Val)
7045       declare ppc_fp128 @llvm.exp2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7046
7047 Overview:
7048 """""""""
7049
7050 The '``llvm.exp2.*``' intrinsics perform the exp2 function.
7051
7052 Arguments:
7053 """"""""""
7054
7055 The argument and return value are floating point numbers of the same
7056 type.
7057
7058 Semantics:
7059 """"""""""
7060
7061 This function returns the same values as the libm ``exp2`` functions
7062 would, and handles error conditions in the same way.
7063
7064 '``llvm.log.*``' Intrinsic
7065 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7066
7067 Syntax:
7068 """""""
7069
7070 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log`` on any
7071 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7072 all types however.
7073
7074 ::
7075
7076       declare float     @llvm.log.f32(float  %Val)
7077       declare double    @llvm.log.f64(double %Val)
7078       declare x86_fp80  @llvm.log.f80(x86_fp80  %Val)
7079       declare fp128     @llvm.log.f128(fp128 %Val)
7080       declare ppc_fp128 @llvm.log.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7081
7082 Overview:
7083 """""""""
7084
7085 The '``llvm.log.*``' intrinsics perform the log function.
7086
7087 Arguments:
7088 """"""""""
7089
7090 The argument and return value are floating point numbers of the same
7091 type.
7092
7093 Semantics:
7094 """"""""""
7095
7096 This function returns the same values as the libm ``log`` functions
7097 would, and handles error conditions in the same way.
7098
7099 '``llvm.log10.*``' Intrinsic
7100 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7101
7102 Syntax:
7103 """""""
7104
7105 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log10`` on any
7106 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7107 all types however.
7108
7109 ::
7110
7111       declare float     @llvm.log10.f32(float  %Val)
7112       declare double    @llvm.log10.f64(double %Val)
7113       declare x86_fp80  @llvm.log10.f80(x86_fp80  %Val)
7114       declare fp128     @llvm.log10.f128(fp128 %Val)
7115       declare ppc_fp128 @llvm.log10.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7116
7117 Overview:
7118 """""""""
7119
7120 The '``llvm.log10.*``' intrinsics perform the log10 function.
7121
7122 Arguments:
7123 """"""""""
7124
7125 The argument and return value are floating point numbers of the same
7126 type.
7127
7128 Semantics:
7129 """"""""""
7130
7131 This function returns the same values as the libm ``log10`` functions
7132 would, and handles error conditions in the same way.
7133
7134 '``llvm.log2.*``' Intrinsic
7135 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7136
7137 Syntax:
7138 """""""
7139
7140 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log2`` on any
7141 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7142 all types however.
7143
7144 ::
7145
7146       declare float     @llvm.log2.f32(float  %Val)
7147       declare double    @llvm.log2.f64(double %Val)
7148       declare x86_fp80  @llvm.log2.f80(x86_fp80  %Val)
7149       declare fp128     @llvm.log2.f128(fp128 %Val)
7150       declare ppc_fp128 @llvm.log2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7151
7152 Overview:
7153 """""""""
7154
7155 The '``llvm.log2.*``' intrinsics perform the log2 function.
7156
7157 Arguments:
7158 """"""""""
7159
7160 The argument and return value are floating point numbers of the same
7161 type.
7162
7163 Semantics:
7164 """"""""""
7165
7166 This function returns the same values as the libm ``log2`` functions
7167 would, and handles error conditions in the same way.
7168
7169 '``llvm.fma.*``' Intrinsic
7170 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7171
7172 Syntax:
7173 """""""
7174
7175 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fma`` on any
7176 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7177 all types however.
7178
7179 ::
7180
7181       declare float     @llvm.fma.f32(float  %a, float  %b, float  %c)
7182       declare double    @llvm.fma.f64(double %a, double %b, double %c)
7183       declare x86_fp80  @llvm.fma.f80(x86_fp80 %a, x86_fp80 %b, x86_fp80 %c)
7184       declare fp128     @llvm.fma.f128(fp128 %a, fp128 %b, fp128 %c)
7185       declare ppc_fp128 @llvm.fma.ppcf128(ppc_fp128 %a, ppc_fp128 %b, ppc_fp128 %c)
7186
7187 Overview:
7188 """""""""
7189
7190 The '``llvm.fma.*``' intrinsics perform the fused multiply-add
7191 operation.
7192
7193 Arguments:
7194 """"""""""
7195
7196 The argument and return value are floating point numbers of the same
7197 type.
7198
7199 Semantics:
7200 """"""""""
7201
7202 This function returns the same values as the libm ``fma`` functions
7203 would.
7204
7205 '``llvm.fabs.*``' Intrinsic
7206 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7207
7208 Syntax:
7209 """""""
7210
7211 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fabs`` on any
7212 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7213 all types however.
7214
7215 ::
7216
7217       declare float     @llvm.fabs.f32(float  %Val)
7218       declare double    @llvm.fabs.f64(double %Val)
7219       declare x86_fp80  @llvm.fabs.f80(x86_fp80  %Val)
7220       declare fp128     @llvm.fabs.f128(fp128 %Val)
7221       declare ppc_fp128 @llvm.fabs.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7222
7223 Overview:
7224 """""""""
7225
7226 The '``llvm.fabs.*``' intrinsics return the absolute value of the
7227 operand.
7228
7229 Arguments:
7230 """"""""""
7231
7232 The argument and return value are floating point numbers of the same
7233 type.
7234
7235 Semantics:
7236 """"""""""
7237
7238 This function returns the same values as the libm ``fabs`` functions
7239 would, and handles error conditions in the same way.
7240
7241 '``llvm.floor.*``' Intrinsic
7242 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7243
7244 Syntax:
7245 """""""
7246
7247 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.floor`` on any
7248 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7249 all types however.
7250
7251 ::
7252
7253       declare float     @llvm.floor.f32(float  %Val)
7254       declare double    @llvm.floor.f64(double %Val)
7255       declare x86_fp80  @llvm.floor.f80(x86_fp80  %Val)
7256       declare fp128     @llvm.floor.f128(fp128 %Val)
7257       declare ppc_fp128 @llvm.floor.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7258
7259 Overview:
7260 """""""""
7261
7262 The '``llvm.floor.*``' intrinsics return the floor of the operand.
7263
7264 Arguments:
7265 """"""""""
7266
7267 The argument and return value are floating point numbers of the same
7268 type.
7269
7270 Semantics:
7271 """"""""""
7272
7273 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
7274 would, and handles error conditions in the same way.
7275
7276 '``llvm.ceil.*``' Intrinsic
7277 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7278
7279 Syntax:
7280 """""""
7281
7282 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ceil`` on any
7283 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7284 all types however.
7285
7286 ::
7287
7288       declare float     @llvm.ceil.f32(float  %Val)
7289       declare double    @llvm.ceil.f64(double %Val)
7290       declare x86_fp80  @llvm.ceil.f80(x86_fp80  %Val)
7291       declare fp128     @llvm.ceil.f128(fp128 %Val)
7292       declare ppc_fp128 @llvm.ceil.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7293
7294 Overview:
7295 """""""""
7296
7297 The '``llvm.ceil.*``' intrinsics return the ceiling of the operand.
7298
7299 Arguments:
7300 """"""""""
7301
7302 The argument and return value are floating point numbers of the same
7303 type.
7304
7305 Semantics:
7306 """"""""""
7307
7308 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
7309 would, and handles error conditions in the same way.
7310
7311 '``llvm.trunc.*``' Intrinsic
7312 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7313
7314 Syntax:
7315 """""""
7316
7317 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.trunc`` on any
7318 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7319 all types however.
7320
7321 ::
7322
7323       declare float     @llvm.trunc.f32(float  %Val)
7324       declare double    @llvm.trunc.f64(double %Val)
7325       declare x86_fp80  @llvm.trunc.f80(x86_fp80  %Val)
7326       declare fp128     @llvm.trunc.f128(fp128 %Val)
7327       declare ppc_fp128 @llvm.trunc.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7328
7329 Overview:
7330 """""""""
7331
7332 The '``llvm.trunc.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
7333 nearest integer not larger in magnitude than the operand.
7334
7335 Arguments:
7336 """"""""""
7337
7338 The argument and return value are floating point numbers of the same
7339 type.
7340
7341 Semantics:
7342 """"""""""
7343
7344 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
7345 would, and handles error conditions in the same way.
7346
7347 '``llvm.rint.*``' Intrinsic
7348 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7349
7350 Syntax:
7351 """""""
7352
7353 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.rint`` on any
7354 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7355 all types however.
7356
7357 ::
7358
7359       declare float     @llvm.rint.f32(float  %Val)
7360       declare double    @llvm.rint.f64(double %Val)
7361       declare x86_fp80  @llvm.rint.f80(x86_fp80  %Val)
7362       declare fp128     @llvm.rint.f128(fp128 %Val)
7363       declare ppc_fp128 @llvm.rint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7364
7365 Overview:
7366 """""""""
7367
7368 The '``llvm.rint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
7369 nearest integer. It may raise an inexact floating-point exception if the
7370 operand isn't an integer.
7371
7372 Arguments:
7373 """"""""""
7374
7375 The argument and return value are floating point numbers of the same
7376 type.
7377
7378 Semantics:
7379 """"""""""
7380
7381 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
7382 would, and handles error conditions in the same way.
7383
7384 '``llvm.nearbyint.*``' Intrinsic
7385 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7386
7387 Syntax:
7388 """""""
7389
7390 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.nearbyint`` on any
7391 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7392 all types however.
7393
7394 ::
7395
7396       declare float     @llvm.nearbyint.f32(float  %Val)
7397       declare double    @llvm.nearbyint.f64(double %Val)
7398       declare x86_fp80  @llvm.nearbyint.f80(x86_fp80  %Val)
7399       declare fp128     @llvm.nearbyint.f128(fp128 %Val)
7400       declare ppc_fp128 @llvm.nearbyint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7401
7402 Overview:
7403 """""""""
7404
7405 The '``llvm.nearbyint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
7406 nearest integer.
7407
7408 Arguments:
7409 """"""""""
7410
7411 The argument and return value are floating point numbers of the same
7412 type.
7413
7414 Semantics:
7415 """"""""""
7416
7417 This function returns the same values as the libm ``nearbyint``
7418 functions would, and handles error conditions in the same way.
7419
7420 Bit Manipulation Intrinsics
7421 ---------------------------
7422
7423 LLVM provides intrinsics for a few important bit manipulation
7424 operations. These allow efficient code generation for some algorithms.
7425
7426 '``llvm.bswap.*``' Intrinsics
7427 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7428
7429 Syntax:
7430 """""""
7431
7432 This is an overloaded intrinsic function. You can use bswap on any
7433 integer type that is an even number of bytes (i.e. BitWidth % 16 == 0).
7434
7435 ::
7436
7437       declare i16 @llvm.bswap.i16(i16 <id>)
7438       declare i32 @llvm.bswap.i32(i32 <id>)
7439       declare i64 @llvm.bswap.i64(i64 <id>)
7440
7441 Overview:
7442 """""""""
7443
7444 The '``llvm.bswap``' family of intrinsics is used to byte swap integer
7445 values with an even number of bytes (positive multiple of 16 bits).
7446 These are useful for performing operations on data that is not in the
7447 target's native byte order.
7448
7449 Semantics:
7450 """"""""""
7451
7452 The ``llvm.bswap.i16`` intrinsic returns an i16 value that has the high
7453 and low byte of the input i16 swapped. Similarly, the ``llvm.bswap.i32``
7454 intrinsic returns an i32 value that has the four bytes of the input i32
7455 swapped, so that if the input bytes are numbered 0, 1, 2, 3 then the
7456 returned i32 will have its bytes in 3, 2, 1, 0 order. The
7457 ``llvm.bswap.i48``, ``llvm.bswap.i64`` and other intrinsics extend this
7458 concept to additional even-byte lengths (6 bytes, 8 bytes and more,
7459 respectively).
7460
7461 '``llvm.ctpop.*``' Intrinsic
7462 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7463
7464 Syntax:
7465 """""""
7466
7467 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.ctpop on any integer
7468 bit width, or on any vector with integer elements. Not all targets
7469 support all bit widths or vector types, however.
7470
7471 ::
7472
7473       declare i8 @llvm.ctpop.i8(i8  <src>)
7474       declare i16 @llvm.ctpop.i16(i16 <src>)
7475       declare i32 @llvm.ctpop.i32(i32 <src>)
7476       declare i64 @llvm.ctpop.i64(i64 <src>)
7477       declare i256 @llvm.ctpop.i256(i256 <src>)
7478       declare <2 x i32> @llvm.ctpop.v2i32(<2 x i32> <src>)
7479
7480 Overview:
7481 """""""""
7482
7483 The '``llvm.ctpop``' family of intrinsics counts the number of bits set
7484 in a value.
7485
7486 Arguments:
7487 """"""""""
7488
7489 The only argument is the value to be counted. The argument may be of any
7490 integer type, or a vector with integer elements. The return type must
7491 match the argument type.
7492
7493 Semantics:
7494 """"""""""
7495
7496 The '``llvm.ctpop``' intrinsic counts the 1's in a variable, or within
7497 each element of a vector.
7498
7499 '``llvm.ctlz.*``' Intrinsic
7500 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7501
7502 Syntax:
7503 """""""
7504
7505 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ctlz`` on any
7506 integer bit width, or any vector whose elements are integers. Not all
7507 targets support all bit widths or vector types, however.
7508
7509 ::
7510
7511       declare i8   @llvm.ctlz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
7512       declare i16  @llvm.ctlz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
7513       declare i32  @llvm.ctlz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
7514       declare i64  @llvm.ctlz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
7515       declare i256 @llvm.ctlz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
7516       declase <2 x i32> @llvm.ctlz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
7517
7518 Overview:
7519 """""""""
7520
7521 The '``llvm.ctlz``' family of intrinsic functions counts the number of
7522 leading zeros in a variable.
7523
7524 Arguments:
7525 """"""""""
7526
7527 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
7528 any integer type, or a vectory with integer element type. The return
7529 type must match the first argument type.
7530
7531 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
7532 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
7533 defined result. Historically some architectures did not provide a
7534 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
7535 now predicated on avoiding zero-value inputs.
7536
7537 Semantics:
7538 """"""""""
7539
7540 The '``llvm.ctlz``' intrinsic counts the leading (most significant)
7541 zeros in a variable, or within each element of the vector. If
7542 ``src == 0`` then the result is the size in bits of the type of ``src``
7543 if ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
7544 ``llvm.ctlz(i32 2) = 30``.
7545
7546 '``llvm.cttz.*``' Intrinsic
7547 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7548
7549 Syntax:
7550 """""""
7551
7552 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cttz`` on any
7553 integer bit width, or any vector of integer elements. Not all targets
7554 support all bit widths or vector types, however.
7555
7556 ::
7557
7558       declare i8   @llvm.cttz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
7559       declare i16  @llvm.cttz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
7560       declare i32  @llvm.cttz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
7561       declare i64  @llvm.cttz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
7562       declare i256 @llvm.cttz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
7563       declase <2 x i32> @llvm.cttz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
7564
7565 Overview:
7566 """""""""
7567
7568 The '``llvm.cttz``' family of intrinsic functions counts the number of
7569 trailing zeros.
7570
7571 Arguments:
7572 """"""""""
7573
7574 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
7575 any integer type, or a vectory with integer element type. The return
7576 type must match the first argument type.
7577
7578 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
7579 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
7580 defined result. Historically some architectures did not provide a
7581 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
7582 now predicated on avoiding zero-value inputs.
7583
7584 Semantics:
7585 """"""""""
7586
7587 The '``llvm.cttz``' intrinsic counts the trailing (least significant)
7588 zeros in a variable, or within each element of a vector. If ``src == 0``
7589 then the result is the size in bits of the type of ``src`` if
7590 ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
7591 ``llvm.cttz(2) = 1``.
7592
7593 Arithmetic with Overflow Intrinsics
7594 -----------------------------------
7595
7596 LLVM provides intrinsics for some arithmetic with overflow operations.
7597
7598 '``llvm.sadd.with.overflow.*``' Intrinsics
7599 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7600
7601 Syntax:
7602 """""""
7603
7604 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.with.overflow``
7605 on any integer bit width.
7606
7607 ::
7608
7609       declare {i16, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
7610       declare {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
7611       declare {i64, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
7612
7613 Overview:
7614 """""""""
7615
7616 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
7617 a signed addition of the two arguments, and indicate whether an overflow
7618 occurred during the signed summation.
7619
7620 Arguments:
7621 """"""""""
7622
7623 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
7624 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
7625 bit width. The second element of the result structure must be of type
7626 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
7627 addition.
7628
7629 Semantics:
7630 """"""""""
7631
7632 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
7633 a signed addition of the two variables. They return a structure --- the
7634 first element of which is the signed summation, and the second element
7635 of which is a bit specifying if the signed summation resulted in an
7636 overflow.
7637
7638 Examples:
7639 """""""""
7640
7641 .. code-block:: llvm
7642
7643       %res = call {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
7644       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
7645       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
7646       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
7647
7648 '``llvm.uadd.with.overflow.*``' Intrinsics
7649 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7650
7651 Syntax:
7652 """""""
7653
7654 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.with.overflow``
7655 on any integer bit width.
7656
7657 ::
7658
7659       declare {i16, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
7660       declare {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
7661       declare {i64, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
7662
7663 Overview:
7664 """""""""
7665
7666 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
7667 an unsigned addition of the two arguments, and indicate whether a carry
7668 occurred during the unsigned summation.
7669
7670 Arguments:
7671 """"""""""
7672
7673 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
7674 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
7675 bit width. The second element of the result structure must be of type
7676 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
7677 addition.
7678
7679 Semantics:
7680 """"""""""
7681
7682 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
7683 an unsigned addition of the two arguments. They return a structure --- the
7684 first element of which is the sum, and the second element of which is a
7685 bit specifying if the unsigned summation resulted in a carry.
7686
7687 Examples:
7688 """""""""
7689
7690 .. code-block:: llvm
7691
7692       %res = call {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
7693       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
7694       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
7695       br i1 %obit, label %carry, label %normal
7696
7697 '``llvm.ssub.with.overflow.*``' Intrinsics
7698 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7699
7700 Syntax:
7701 """""""
7702
7703 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.with.overflow``
7704 on any integer bit width.
7705
7706 ::
7707
7708       declare {i16, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
7709       declare {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
7710       declare {i64, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
7711
7712 Overview:
7713 """""""""
7714
7715 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
7716 a signed subtraction of the two arguments, and indicate whether an
7717 overflow occurred during the signed subtraction.
7718
7719 Arguments:
7720 """"""""""
7721
7722 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
7723 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
7724 bit width. The second element of the result structure must be of type
7725 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
7726 subtraction.
7727
7728 Semantics:
7729 """"""""""
7730
7731 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
7732 a signed subtraction of the two arguments. They return a structure --- the
7733 first element of which is the subtraction, and the second element of
7734 which is a bit specifying if the signed subtraction resulted in an
7735 overflow.
7736
7737 Examples:
7738 """""""""
7739
7740 .. code-block:: llvm
7741
7742       %res = call {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
7743       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
7744       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
7745       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
7746
7747 '``llvm.usub.with.overflow.*``' Intrinsics
7748 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7749
7750 Syntax:
7751 """""""
7752
7753 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.with.overflow``
7754 on any integer bit width.
7755
7756 ::
7757
7758       declare {i16, i1} @llvm.usub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
7759       declare {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
7760       declare {i64, i1} @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
7761
7762 Overview:
7763 """""""""
7764
7765 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
7766 an unsigned subtraction of the two arguments, and indicate whether an
7767 overflow occurred during the unsigned subtraction.
7768
7769 Arguments:
7770 """"""""""
7771
7772 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
7773 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
7774 bit width. The second element of the result structure must be of type
7775 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
7776 subtraction.
7777
7778 Semantics:
7779 """"""""""
7780
7781 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
7782 an unsigned subtraction of the two arguments. They return a structure ---
7783 the first element of which is the subtraction, and the second element of
7784 which is a bit specifying if the unsigned subtraction resulted in an
7785 overflow.
7786
7787 Examples:
7788 """""""""
7789
7790 .. code-block:: llvm
7791
7792       %res = call {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
7793       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
7794       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
7795       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
7796
7797 '``llvm.smul.with.overflow.*``' Intrinsics
7798 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7799
7800 Syntax:
7801 """""""
7802
7803 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.with.overflow``
7804 on any integer bit width.
7805
7806 ::
7807
7808       declare {i16, i1} @llvm.smul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
7809       declare {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
7810       declare {i64, i1} @llvm.smul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
7811
7812 Overview:
7813 """""""""
7814
7815 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
7816 a signed multiplication of the two arguments, and indicate whether an
7817 overflow occurred during the signed multiplication.
7818
7819 Arguments:
7820 """"""""""
7821
7822 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
7823 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
7824 bit width. The second element of the result structure must be of type
7825 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
7826 multiplication.
7827
7828 Semantics:
7829 """"""""""
7830
7831 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
7832 a signed multiplication of the two arguments. They return a structure ---
7833 the first element of which is the multiplication, and the second element
7834 of which is a bit specifying if the signed multiplication resulted in an
7835 overflow.
7836
7837 Examples:
7838 """""""""
7839
7840 .. code-block:: llvm
7841
7842       %res = call {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
7843       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
7844       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
7845       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
7846
7847 '``llvm.umul.with.overflow.*``' Intrinsics
7848 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7849
7850 Syntax:
7851 """""""
7852
7853 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.with.overflow``
7854 on any integer bit width.
7855
7856 ::
7857
7858       declare {i16, i1} @llvm.umul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
7859       declare {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
7860       declare {i64, i1} @llvm.umul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
7861
7862 Overview:
7863 """""""""
7864
7865 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
7866 a unsigned multiplication of the two arguments, and indicate whether an
7867 overflow occurred during the unsigned multiplication.
7868
7869 Arguments:
7870 """"""""""
7871
7872 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
7873 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
7874 bit width. The second element of the result structure must be of type
7875 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
7876 multiplication.
7877
7878 Semantics:
7879 """"""""""
7880
7881 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
7882 an unsigned multiplication of the two arguments. They return a structure ---
7883 the first element of which is the multiplication, and the second
7884 element of which is a bit specifying if the unsigned multiplication
7885 resulted in an overflow.
7886
7887 Examples:
7888 """""""""
7889
7890 .. code-block:: llvm
7891
7892       %res = call {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
7893       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
7894       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
7895       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
7896
7897 Specialised Arithmetic Intrinsics
7898 ---------------------------------
7899
7900 '``llvm.fmuladd.*``' Intrinsic
7901 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7902
7903 Syntax:
7904 """""""
7905
7906 ::
7907
7908       declare float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c)
7909       declare double @llvm.fmuladd.f64(double %a, double %b, double %c)
7910
7911 Overview:
7912 """""""""
7913
7914 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsic functions represent multiply-add
7915 expressions that can be fused if the code generator determines that (a) the
7916 target instruction set has support for a fused operation, and (b) that the
7917 fused operation is more efficient than the equivalent, separate pair of mul
7918 and add instructions.
7919
7920 Arguments:
7921 """"""""""
7922
7923 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsics each take three arguments: two
7924 multiplicands, a and b, and an addend c.
7925
7926 Semantics:
7927 """"""""""
7928
7929 The expression:
7930
7931 ::
7932
7933       %0 = call float @llvm.fmuladd.f32(%a, %b, %c)
7934
7935 is equivalent to the expression a \* b + c, except that rounding will
7936 not be performed between the multiplication and addition steps if the
7937 code generator fuses the operations. Fusion is not guaranteed, even if
7938 the target platform supports it. If a fused multiply-add is required the
7939 corresponding llvm.fma.\* intrinsic function should be used instead.
7940
7941 Examples:
7942 """""""""
7943
7944 .. code-block:: llvm
7945
7946       %r2 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c) ; yields {float}:r2 = (a * b) + c
7947
7948 Half Precision Floating Point Intrinsics
7949 ----------------------------------------
7950
7951 For most target platforms, half precision floating point is a
7952 storage-only format. This means that it is a dense encoding (in memory)
7953 but does not support computation in the format.
7954
7955 This means that code must first load the half-precision floating point
7956 value as an i16, then convert it to float with
7957 :ref:`llvm.convert.from.fp16 <int_convert_from_fp16>`. Computation can
7958 then be performed on the float value (including extending to double
7959 etc). To store the value back to memory, it is first converted to float
7960 if needed, then converted to i16 with
7961 :ref:`llvm.convert.to.fp16 <int_convert_to_fp16>`, then storing as an
7962 i16 value.
7963
7964 .. _int_convert_to_fp16:
7965
7966 '``llvm.convert.to.fp16``' Intrinsic
7967 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7968
7969 Syntax:
7970 """""""
7971
7972 ::
7973
7974       declare i16 @llvm.convert.to.fp16(f32 %a)
7975
7976 Overview:
7977 """""""""
7978
7979 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion
7980 from single precision floating point format to half precision floating
7981 point format.
7982
7983 Arguments:
7984 """"""""""
7985
7986 The intrinsic function contains single argument - the value to be
7987 converted.
7988
7989 Semantics:
7990 """"""""""
7991
7992 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion
7993 from single precision floating point format to half precision floating
7994 point format. The return value is an ``i16`` which contains the
7995 converted number.
7996
7997 Examples:
7998 """""""""
7999
8000 .. code-block:: llvm
8001
8002       %res = call i16 @llvm.convert.to.fp16(f32 %a)
8003       store i16 %res, i16* @x, align 2
8004
8005 .. _int_convert_from_fp16:
8006
8007 '``llvm.convert.from.fp16``' Intrinsic
8008 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8009
8010 Syntax:
8011 """""""
8012
8013 ::
8014
8015       declare f32 @llvm.convert.from.fp16(i16 %a)
8016
8017 Overview:
8018 """""""""
8019
8020 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
8021 conversion from half precision floating point format to single precision
8022 floating point format.
8023
8024 Arguments:
8025 """"""""""
8026
8027 The intrinsic function contains single argument - the value to be
8028 converted.
8029
8030 Semantics:
8031 """"""""""
8032
8033 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
8034 conversion from half single precision floating point format to single
8035 precision floating point format. The input half-float value is
8036 represented by an ``i16`` value.
8037
8038 Examples:
8039 """""""""
8040
8041 .. code-block:: llvm
8042
8043       %a = load i16* @x, align 2
8044       %res = call f32 @llvm.convert.from.fp16(i16 %a)
8045
8046 Debugger Intrinsics
8047 -------------------
8048
8049 The LLVM debugger intrinsics (which all start with ``llvm.dbg.``
8050 prefix), are described in the `LLVM Source Level
8051 Debugging <SourceLevelDebugging.html#format_common_intrinsics>`_
8052 document.
8053
8054 Exception Handling Intrinsics
8055 -----------------------------
8056
8057 The LLVM exception handling intrinsics (which all start with
8058 ``llvm.eh.`` prefix), are described in the `LLVM Exception
8059 Handling <ExceptionHandling.html#format_common_intrinsics>`_ document.
8060
8061 .. _int_trampoline:
8062
8063 Trampoline Intrinsics
8064 ---------------------
8065
8066 These intrinsics make it possible to excise one parameter, marked with
8067 the :ref:`nest <nest>` attribute, from a function. The result is a
8068 callable function pointer lacking the nest parameter - the caller does
8069 not need to provide a value for it. Instead, the value to use is stored
8070 in advance in a "trampoline", a block of memory usually allocated on the
8071 stack, which also contains code to splice the nest value into the
8072 argument list. This is used to implement the GCC nested function address
8073 extension.
8074
8075 For example, if the function is ``i32 f(i8* nest %c, i32 %x, i32 %y)``
8076 then the resulting function pointer has signature ``i32 (i32, i32)*``.
8077 It can be created as follows:
8078
8079 .. code-block:: llvm
8080
8081       %tramp = alloca [10 x i8], align 4 ; size and alignment only correct for X86
8082       %tramp1 = getelementptr [10 x i8]* %tramp, i32 0, i32 0
8083       call i8* @llvm.init.trampoline(i8* %tramp1, i8* bitcast (i32 (i8*, i32, i32)* @f to i8*), i8* %nval)
8084       %p = call i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* %tramp1)
8085       %fp = bitcast i8* %p to i32 (i32, i32)*
8086
8087 The call ``%val = call i32 %fp(i32 %x, i32 %y)`` is then equivalent to
8088 ``%val = call i32 %f(i8* %nval, i32 %x, i32 %y)``.
8089
8090 .. _int_it:
8091
8092 '``llvm.init.trampoline``' Intrinsic
8093 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8094
8095 Syntax:
8096 """""""
8097
8098 ::
8099
8100       declare void @llvm.init.trampoline(i8* <tramp>, i8* <func>, i8* <nval>)
8101
8102 Overview:
8103 """""""""
8104
8105 This fills the memory pointed to by ``tramp`` with executable code,
8106 turning it into a trampoline.
8107
8108 Arguments:
8109 """"""""""
8110
8111 The ``llvm.init.trampoline`` intrinsic takes three arguments, all
8112 pointers. The ``tramp`` argument must point to a sufficiently large and
8113 sufficiently aligned block of memory; this memory is written to by the
8114 intrinsic. Note that the size and the alignment are target-specific -
8115 LLVM currently provides no portable way of determining them, so a
8116 front-end that generates this intrinsic needs to have some
8117 target-specific knowledge. The ``func`` argument must hold a function
8118 bitcast to an ``i8*``.
8119
8120 Semantics:
8121 """"""""""
8122
8123 The block of memory pointed to by ``tramp`` is filled with target
8124 dependent code, turning it into a function. Then ``tramp`` needs to be
8125 passed to :ref:`llvm.adjust.trampoline <int_at>` to get a pointer which can
8126 be :ref:`bitcast (to a new function) and called <int_trampoline>`. The new
8127 function's signature is the same as that of ``func`` with any arguments
8128 marked with the ``nest`` attribute removed. At most one such ``nest``
8129 argument is allowed, and it must be of pointer type. Calling the new
8130 function is equivalent to calling ``func`` with the same argument list,
8131 but with ``nval`` used for the missing ``nest`` argument. If, after
8132 calling ``llvm.init.trampoline``, the memory pointed to by ``tramp`` is
8133 modified, then the effect of any later call to the returned function
8134 pointer is undefined.
8135
8136 .. _int_at:
8137
8138 '``llvm.adjust.trampoline``' Intrinsic
8139 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8140
8141 Syntax:
8142 """""""
8143
8144 ::
8145
8146       declare i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* <tramp>)
8147
8148 Overview:
8149 """""""""
8150
8151 This performs any required machine-specific adjustment to the address of
8152 a trampoline (passed as ``tramp``).
8153
8154 Arguments:
8155 """"""""""
8156
8157 ``tramp`` must point to a block of memory which already has trampoline
8158 code filled in by a previous call to
8159 :ref:`llvm.init.trampoline <int_it>`.
8160
8161 Semantics:
8162 """"""""""
8163
8164 On some architectures the address of the code to be executed needs to be
8165 different to the address where the trampoline is actually stored. This
8166 intrinsic returns the executable address corresponding to ``tramp``
8167 after performing the required machine specific adjustments. The pointer
8168 returned can then be :ref:`bitcast and executed <int_trampoline>`.
8169
8170 Memory Use Markers
8171 ------------------
8172
8173 This class of intrinsics exists to information about the lifetime of
8174 memory objects and ranges where variables are immutable.
8175
8176 '``llvm.lifetime.start``' Intrinsic
8177 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8178
8179 Syntax:
8180 """""""
8181
8182 ::
8183
8184       declare void @llvm.lifetime.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
8185
8186 Overview:
8187 """""""""
8188
8189 The '``llvm.lifetime.start``' intrinsic specifies the start of a memory
8190 object's lifetime.
8191
8192 Arguments:
8193 """"""""""
8194
8195 The first argument is a constant integer representing the size of the
8196 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
8197 to the object.
8198
8199 Semantics:
8200 """"""""""
8201
8202 This intrinsic indicates that before this point in the code, the value
8203 of the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known
8204 to never be used and has an undefined value. A load from the pointer
8205 that precedes this intrinsic can be replaced with ``'undef'``.
8206
8207 '``llvm.lifetime.end``' Intrinsic
8208 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8209
8210 Syntax:
8211 """""""
8212
8213 ::
8214
8215       declare void @llvm.lifetime.end(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
8216
8217 Overview:
8218 """""""""
8219
8220 The '``llvm.lifetime.end``' intrinsic specifies the end of a memory
8221 object's lifetime.
8222
8223 Arguments:
8224 """"""""""
8225
8226 The first argument is a constant integer representing the size of the
8227 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
8228 to the object.
8229
8230 Semantics:
8231 """"""""""
8232
8233 This intrinsic indicates that after this point in the code, the value of
8234 the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known to
8235 never be used and has an undefined value. Any stores into the memory
8236 object following this intrinsic may be removed as dead.
8237
8238 '``llvm.invariant.start``' Intrinsic
8239 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8240
8241 Syntax:
8242 """""""
8243
8244 ::
8245
8246       declare {}* @llvm.invariant.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
8247
8248 Overview:
8249 """""""""
8250
8251 The '``llvm.invariant.start``' intrinsic specifies that the contents of
8252 a memory object will not change.
8253
8254 Arguments:
8255 """"""""""
8256
8257 The first argument is a constant integer representing the size of the
8258 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
8259 to the object.
8260
8261 Semantics:
8262 """"""""""
8263
8264 This intrinsic indicates that until an ``llvm.invariant.end`` that uses
8265 the return value, the referenced memory location is constant and
8266 unchanging.
8267
8268 '``llvm.invariant.end``' Intrinsic
8269 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8270
8271 Syntax:
8272 """""""
8273
8274 ::
8275
8276       declare void @llvm.invariant.end({}* <start>, i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
8277
8278 Overview:
8279 """""""""
8280
8281 The '``llvm.invariant.end``' intrinsic specifies that the contents of a
8282 memory object are mutable.
8283
8284 Arguments:
8285 """"""""""
8286
8287 The first argument is the matching ``llvm.invariant.start`` intrinsic.
8288 The second argument is a constant integer representing the size of the
8289 object, or -1 if it is variable sized and the third argument is a
8290 pointer to the object.
8291
8292 Semantics:
8293 """"""""""
8294
8295 This intrinsic indicates that the memory is mutable again.
8296
8297 General Intrinsics
8298 ------------------
8299
8300 This class of intrinsics is designed to be generic and has no specific
8301 purpose.
8302
8303 '``llvm.var.annotation``' Intrinsic
8304 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8305
8306 Syntax:
8307 """""""
8308
8309 ::
8310
8311       declare void @llvm.var.annotation(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
8312
8313 Overview:
8314 """""""""
8315
8316 The '``llvm.var.annotation``' intrinsic.
8317
8318 Arguments:
8319 """"""""""
8320
8321 The first argument is a pointer to a value, the second is a pointer to a
8322 global string, the third is a pointer to a global string which is the
8323 source file name, and the last argument is the line number.
8324
8325 Semantics:
8326 """"""""""
8327
8328 This intrinsic allows annotation of local variables with arbitrary
8329 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want
8330 to look for these annotations. These have no other defined use; they are
8331 ignored by code generation and optimization.
8332
8333 '``llvm.annotation.*``' Intrinsic
8334 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8335
8336 Syntax:
8337 """""""
8338
8339 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.annotation``' on
8340 any integer bit width.
8341
8342 ::
8343
8344       declare i8 @llvm.annotation.i8(i8 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
8345       declare i16 @llvm.annotation.i16(i16 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
8346       declare i32 @llvm.annotation.i32(i32 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
8347       declare i64 @llvm.annotation.i64(i64 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
8348       declare i256 @llvm.annotation.i256(i256 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
8349
8350 Overview:
8351 """""""""
8352
8353 The '``llvm.annotation``' intrinsic.
8354
8355 Arguments:
8356 """"""""""
8357
8358 The first argument is an integer value (result of some expression), the
8359 second is a pointer to a global string, the third is a pointer to a
8360 global string which is the source file name, and the last argument is
8361 the line number. It returns the value of the first argument.
8362
8363 Semantics:
8364 """"""""""
8365
8366 This intrinsic allows annotations to be put on arbitrary expressions
8367 with arbitrary strings. This can be useful for special purpose
8368 optimizations that want to look for these annotations. These have no
8369 other defined use; they are ignored by code generation and optimization.
8370
8371 '``llvm.trap``' Intrinsic
8372 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8373
8374 Syntax:
8375 """""""
8376
8377 ::
8378
8379       declare void @llvm.trap() noreturn nounwind
8380
8381 Overview:
8382 """""""""
8383
8384 The '``llvm.trap``' intrinsic.
8385
8386 Arguments:
8387 """"""""""
8388
8389 None.
8390
8391 Semantics:
8392 """"""""""
8393
8394 This intrinsic is lowered to the target dependent trap instruction. If
8395 the target does not have a trap instruction, this intrinsic will be
8396 lowered to a call of the ``abort()`` function.
8397
8398 '``llvm.debugtrap``' Intrinsic
8399 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8400
8401 Syntax:
8402 """""""
8403
8404 ::
8405
8406       declare void @llvm.debugtrap() nounwind
8407
8408 Overview:
8409 """""""""
8410
8411 The '``llvm.debugtrap``' intrinsic.
8412
8413 Arguments:
8414 """"""""""
8415
8416 None.
8417
8418 Semantics:
8419 """"""""""
8420
8421 This intrinsic is lowered to code which is intended to cause an
8422 execution trap with the intention of requesting the attention of a
8423 debugger.
8424
8425 '``llvm.stackprotector``' Intrinsic
8426 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8427
8428 Syntax:
8429 """""""
8430
8431 ::
8432
8433       declare void @llvm.stackprotector(i8* <guard>, i8** <slot>)
8434
8435 Overview:
8436 """""""""
8437
8438 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic takes the ``guard`` and stores it
8439 onto the stack at ``slot``. The stack slot is adjusted to ensure that it
8440 is placed on the stack before local variables.
8441
8442 Arguments:
8443 """"""""""
8444
8445 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic requires two pointer arguments.
8446 The first argument is the value loaded from the stack guard
8447 ``@__stack_chk_guard``. The second variable is an ``alloca`` that has
8448 enough space to hold the value of the guard.
8449
8450 Semantics:
8451 """"""""""
8452
8453 This intrinsic causes the prologue/epilogue inserter to force the
8454 position of the ``AllocaInst`` stack slot to be before local variables
8455 on the stack. This is to ensure that if a local variable on the stack is
8456 overwritten, it will destroy the value of the guard. When the function
8457 exits, the guard on the stack is checked against the original guard. If
8458 they are different, then the program aborts by calling the
8459 ``__stack_chk_fail()`` function.
8460
8461 '``llvm.objectsize``' Intrinsic
8462 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8463
8464 Syntax:
8465 """""""
8466
8467 ::
8468
8469       declare i32 @llvm.objectsize.i32(i8* <object>, i1 <min>)
8470       declare i64 @llvm.objectsize.i64(i8* <object>, i1 <min>)
8471
8472 Overview:
8473 """""""""
8474
8475 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is designed to provide information to
8476 the optimizers to determine at compile time whether a) an operation
8477 (like memcpy) will overflow a buffer that corresponds to an object, or
8478 b) that a runtime check for overflow isn't necessary. An object in this
8479 context means an allocation of a specific class, structure, array, or
8480 other object.
8481
8482 Arguments:
8483 """"""""""
8484
8485 The ``llvm.objectsize`` intrinsic takes two arguments. The first
8486 argument is a pointer to or into the ``object``. The second argument is
8487 a boolean and determines whether ``llvm.objectsize`` returns 0 (if true)
8488 or -1 (if false) when the object size is unknown. The second argument
8489 only accepts constants.
8490
8491 Semantics:
8492 """"""""""
8493
8494 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is lowered to a constant representing
8495 the size of the object concerned. If the size cannot be determined at
8496 compile time, ``llvm.objectsize`` returns ``i32/i64 -1 or 0`` (depending
8497 on the ``min`` argument).
8498
8499 '``llvm.expect``' Intrinsic
8500 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8501
8502 Syntax:
8503 """""""
8504
8505 ::
8506
8507       declare i32 @llvm.expect.i32(i32 <val>, i32 <expected_val>)
8508       declare i64 @llvm.expect.i64(i64 <val>, i64 <expected_val>)
8509
8510 Overview:
8511 """""""""
8512
8513 The ``llvm.expect`` intrinsic provides information about expected (the
8514 most probable) value of ``val``, which can be used by optimizers.
8515
8516 Arguments:
8517 """"""""""
8518
8519 The ``llvm.expect`` intrinsic takes two arguments. The first argument is
8520 a value. The second argument is an expected value, this needs to be a
8521 constant value, variables are not allowed.
8522
8523 Semantics:
8524 """"""""""
8525
8526 This intrinsic is lowered to the ``val``.
8527
8528 '``llvm.donothing``' Intrinsic
8529 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8530
8531 Syntax:
8532 """""""
8533
8534 ::
8535
8536       declare void @llvm.donothing() nounwind readnone
8537
8538 Overview:
8539 """""""""
8540
8541 The ``llvm.donothing`` intrinsic doesn't perform any operation. It's the
8542 only intrinsic that can be called with an invoke instruction.
8543
8544 Arguments:
8545 """"""""""
8546
8547 None.
8548
8549 Semantics:
8550 """"""""""
8551
8552 This intrinsic does nothing, and it's removed by optimizers and ignored
8553 by codegen.