Replace llvm.frameallocate with llvm.frameescape
[oota-llvm.git] / docs / LangRef.rst
1 ==============================
2 LLVM Language Reference Manual
3 ==============================
4
5 .. contents::
6    :local:
7    :depth: 4
8
9 Abstract
10 ========
11
12 This document is a reference manual for the LLVM assembly language. LLVM
13 is a Static Single Assignment (SSA) based representation that provides
14 type safety, low-level operations, flexibility, and the capability of
15 representing 'all' high-level languages cleanly. It is the common code
16 representation used throughout all phases of the LLVM compilation
17 strategy.
18
19 Introduction
20 ============
21
22 The LLVM code representation is designed to be used in three different
23 forms: as an in-memory compiler IR, as an on-disk bitcode representation
24 (suitable for fast loading by a Just-In-Time compiler), and as a human
25 readable assembly language representation. This allows LLVM to provide a
26 powerful intermediate representation for efficient compiler
27 transformations and analysis, while providing a natural means to debug
28 and visualize the transformations. The three different forms of LLVM are
29 all equivalent. This document describes the human readable
30 representation and notation.
31
32 The LLVM representation aims to be light-weight and low-level while
33 being expressive, typed, and extensible at the same time. It aims to be
34 a "universal IR" of sorts, by being at a low enough level that
35 high-level ideas may be cleanly mapped to it (similar to how
36 microprocessors are "universal IR's", allowing many source languages to
37 be mapped to them). By providing type information, LLVM can be used as
38 the target of optimizations: for example, through pointer analysis, it
39 can be proven that a C automatic variable is never accessed outside of
40 the current function, allowing it to be promoted to a simple SSA value
41 instead of a memory location.
42
43 .. _wellformed:
44
45 Well-Formedness
46 ---------------
47
48 It is important to note that this document describes 'well formed' LLVM
49 assembly language. There is a difference between what the parser accepts
50 and what is considered 'well formed'. For example, the following
51 instruction is syntactically okay, but not well formed:
52
53 .. code-block:: llvm
54
55     %x = add i32 1, %x
56
57 because the definition of ``%x`` does not dominate all of its uses. The
58 LLVM infrastructure provides a verification pass that may be used to
59 verify that an LLVM module is well formed. This pass is automatically
60 run by the parser after parsing input assembly and by the optimizer
61 before it outputs bitcode. The violations pointed out by the verifier
62 pass indicate bugs in transformation passes or input to the parser.
63
64 .. _identifiers:
65
66 Identifiers
67 ===========
68
69 LLVM identifiers come in two basic types: global and local. Global
70 identifiers (functions, global variables) begin with the ``'@'``
71 character. Local identifiers (register names, types) begin with the
72 ``'%'`` character. Additionally, there are three different formats for
73 identifiers, for different purposes:
74
75 #. Named values are represented as a string of characters with their
76    prefix. For example, ``%foo``, ``@DivisionByZero``,
77    ``%a.really.long.identifier``. The actual regular expression used is
78    '``[%@][-a-zA-Z$._][-a-zA-Z$._0-9]*``'. Identifiers that require other
79    characters in their names can be surrounded with quotes. Special
80    characters may be escaped using ``"\xx"`` where ``xx`` is the ASCII
81    code for the character in hexadecimal. In this way, any character can
82    be used in a name value, even quotes themselves. The ``"\01"`` prefix
83    can be used on global variables to suppress mangling.
84 #. Unnamed values are represented as an unsigned numeric value with
85    their prefix. For example, ``%12``, ``@2``, ``%44``.
86 #. Constants, which are described in the section  Constants_ below.
87
88 LLVM requires that values start with a prefix for two reasons: Compilers
89 don't need to worry about name clashes with reserved words, and the set
90 of reserved words may be expanded in the future without penalty.
91 Additionally, unnamed identifiers allow a compiler to quickly come up
92 with a temporary variable without having to avoid symbol table
93 conflicts.
94
95 Reserved words in LLVM are very similar to reserved words in other
96 languages. There are keywords for different opcodes ('``add``',
97 '``bitcast``', '``ret``', etc...), for primitive type names ('``void``',
98 '``i32``', etc...), and others. These reserved words cannot conflict
99 with variable names, because none of them start with a prefix character
100 (``'%'`` or ``'@'``).
101
102 Here is an example of LLVM code to multiply the integer variable
103 '``%X``' by 8:
104
105 The easy way:
106
107 .. code-block:: llvm
108
109     %result = mul i32 %X, 8
110
111 After strength reduction:
112
113 .. code-block:: llvm
114
115     %result = shl i32 %X, 3
116
117 And the hard way:
118
119 .. code-block:: llvm
120
121     %0 = add i32 %X, %X           ; yields i32:%0
122     %1 = add i32 %0, %0           ; yields i32:%1
123     %result = add i32 %1, %1
124
125 This last way of multiplying ``%X`` by 8 illustrates several important
126 lexical features of LLVM:
127
128 #. Comments are delimited with a '``;``' and go until the end of line.
129 #. Unnamed temporaries are created when the result of a computation is
130    not assigned to a named value.
131 #. Unnamed temporaries are numbered sequentially (using a per-function
132    incrementing counter, starting with 0). Note that basic blocks and unnamed
133    function parameters are included in this numbering. For example, if the
134    entry basic block is not given a label name and all function parameters are
135    named, then it will get number 0.
136
137 It also shows a convention that we follow in this document. When
138 demonstrating instructions, we will follow an instruction with a comment
139 that defines the type and name of value produced.
140
141 High Level Structure
142 ====================
143
144 Module Structure
145 ----------------
146
147 LLVM programs are composed of ``Module``'s, each of which is a
148 translation unit of the input programs. Each module consists of
149 functions, global variables, and symbol table entries. Modules may be
150 combined together with the LLVM linker, which merges function (and
151 global variable) definitions, resolves forward declarations, and merges
152 symbol table entries. Here is an example of the "hello world" module:
153
154 .. code-block:: llvm
155
156     ; Declare the string constant as a global constant.
157     @.str = private unnamed_addr constant [13 x i8] c"hello world\0A\00"
158
159     ; External declaration of the puts function
160     declare i32 @puts(i8* nocapture) nounwind
161
162     ; Definition of main function
163     define i32 @main() {   ; i32()*
164       ; Convert [13 x i8]* to i8  *...
165       %cast210 = getelementptr [13 x i8], [13 x i8]* @.str, i64 0, i64 0
166
167       ; Call puts function to write out the string to stdout.
168       call i32 @puts(i8* %cast210)
169       ret i32 0
170     }
171
172     ; Named metadata
173     !0 = !{i32 42, null, !"string"}
174     !foo = !{!0}
175
176 This example is made up of a :ref:`global variable <globalvars>` named
177 "``.str``", an external declaration of the "``puts``" function, a
178 :ref:`function definition <functionstructure>` for "``main``" and
179 :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` "``foo``".
180
181 In general, a module is made up of a list of global values (where both
182 functions and global variables are global values). Global values are
183 represented by a pointer to a memory location (in this case, a pointer
184 to an array of char, and a pointer to a function), and have one of the
185 following :ref:`linkage types <linkage>`.
186
187 .. _linkage:
188
189 Linkage Types
190 -------------
191
192 All Global Variables and Functions have one of the following types of
193 linkage:
194
195 ``private``
196     Global values with "``private``" linkage are only directly
197     accessible by objects in the current module. In particular, linking
198     code into a module with an private global value may cause the
199     private to be renamed as necessary to avoid collisions. Because the
200     symbol is private to the module, all references can be updated. This
201     doesn't show up in any symbol table in the object file.
202 ``internal``
203     Similar to private, but the value shows as a local symbol
204     (``STB_LOCAL`` in the case of ELF) in the object file. This
205     corresponds to the notion of the '``static``' keyword in C.
206 ``available_externally``
207     Globals with "``available_externally``" linkage are never emitted
208     into the object file corresponding to the LLVM module. They exist to
209     allow inlining and other optimizations to take place given knowledge
210     of the definition of the global, which is known to be somewhere
211     outside the module. Globals with ``available_externally`` linkage
212     are allowed to be discarded at will, and are otherwise the same as
213     ``linkonce_odr``. This linkage type is only allowed on definitions,
214     not declarations.
215 ``linkonce``
216     Globals with "``linkonce``" linkage are merged with other globals of
217     the same name when linkage occurs. This can be used to implement
218     some forms of inline functions, templates, or other code which must
219     be generated in each translation unit that uses it, but where the
220     body may be overridden with a more definitive definition later.
221     Unreferenced ``linkonce`` globals are allowed to be discarded. Note
222     that ``linkonce`` linkage does not actually allow the optimizer to
223     inline the body of this function into callers because it doesn't
224     know if this definition of the function is the definitive definition
225     within the program or whether it will be overridden by a stronger
226     definition. To enable inlining and other optimizations, use
227     "``linkonce_odr``" linkage.
228 ``weak``
229     "``weak``" linkage has the same merging semantics as ``linkonce``
230     linkage, except that unreferenced globals with ``weak`` linkage may
231     not be discarded. This is used for globals that are declared "weak"
232     in C source code.
233 ``common``
234     "``common``" linkage is most similar to "``weak``" linkage, but they
235     are used for tentative definitions in C, such as "``int X;``" at
236     global scope. Symbols with "``common``" linkage are merged in the
237     same way as ``weak symbols``, and they may not be deleted if
238     unreferenced. ``common`` symbols may not have an explicit section,
239     must have a zero initializer, and may not be marked
240     ':ref:`constant <globalvars>`'. Functions and aliases may not have
241     common linkage.
242
243 .. _linkage_appending:
244
245 ``appending``
246     "``appending``" linkage may only be applied to global variables of
247     pointer to array type. When two global variables with appending
248     linkage are linked together, the two global arrays are appended
249     together. This is the LLVM, typesafe, equivalent of having the
250     system linker append together "sections" with identical names when
251     .o files are linked.
252 ``extern_weak``
253     The semantics of this linkage follow the ELF object file model: the
254     symbol is weak until linked, if not linked, the symbol becomes null
255     instead of being an undefined reference.
256 ``linkonce_odr``, ``weak_odr``
257     Some languages allow differing globals to be merged, such as two
258     functions with different semantics. Other languages, such as
259     ``C++``, ensure that only equivalent globals are ever merged (the
260     "one definition rule" --- "ODR").  Such languages can use the
261     ``linkonce_odr`` and ``weak_odr`` linkage types to indicate that the
262     global will only be merged with equivalent globals. These linkage
263     types are otherwise the same as their non-``odr`` versions.
264 ``external``
265     If none of the above identifiers are used, the global is externally
266     visible, meaning that it participates in linkage and can be used to
267     resolve external symbol references.
268
269 It is illegal for a function *declaration* to have any linkage type
270 other than ``external`` or ``extern_weak``.
271
272 .. _callingconv:
273
274 Calling Conventions
275 -------------------
276
277 LLVM :ref:`functions <functionstructure>`, :ref:`calls <i_call>` and
278 :ref:`invokes <i_invoke>` can all have an optional calling convention
279 specified for the call. The calling convention of any pair of dynamic
280 caller/callee must match, or the behavior of the program is undefined.
281 The following calling conventions are supported by LLVM, and more may be
282 added in the future:
283
284 "``ccc``" - The C calling convention
285     This calling convention (the default if no other calling convention
286     is specified) matches the target C calling conventions. This calling
287     convention supports varargs function calls and tolerates some
288     mismatch in the declared prototype and implemented declaration of
289     the function (as does normal C).
290 "``fastcc``" - The fast calling convention
291     This calling convention attempts to make calls as fast as possible
292     (e.g. by passing things in registers). This calling convention
293     allows the target to use whatever tricks it wants to produce fast
294     code for the target, without having to conform to an externally
295     specified ABI (Application Binary Interface). `Tail calls can only
296     be optimized when this, the GHC or the HiPE convention is
297     used. <CodeGenerator.html#id80>`_ This calling convention does not
298     support varargs and requires the prototype of all callees to exactly
299     match the prototype of the function definition.
300 "``coldcc``" - The cold calling convention
301     This calling convention attempts to make code in the caller as
302     efficient as possible under the assumption that the call is not
303     commonly executed. As such, these calls often preserve all registers
304     so that the call does not break any live ranges in the caller side.
305     This calling convention does not support varargs and requires the
306     prototype of all callees to exactly match the prototype of the
307     function definition. Furthermore the inliner doesn't consider such function
308     calls for inlining.
309 "``cc 10``" - GHC convention
310     This calling convention has been implemented specifically for use by
311     the `Glasgow Haskell Compiler (GHC) <http://www.haskell.org/ghc>`_.
312     It passes everything in registers, going to extremes to achieve this
313     by disabling callee save registers. This calling convention should
314     not be used lightly but only for specific situations such as an
315     alternative to the *register pinning* performance technique often
316     used when implementing functional programming languages. At the
317     moment only X86 supports this convention and it has the following
318     limitations:
319
320     -  On *X86-32* only supports up to 4 bit type parameters. No
321        floating point types are supported.
322     -  On *X86-64* only supports up to 10 bit type parameters and 6
323        floating point parameters.
324
325     This calling convention supports `tail call
326     optimization <CodeGenerator.html#id80>`_ but requires both the
327     caller and callee are using it.
328 "``cc 11``" - The HiPE calling convention
329     This calling convention has been implemented specifically for use by
330     the `High-Performance Erlang
331     (HiPE) <http://www.it.uu.se/research/group/hipe/>`_ compiler, *the*
332     native code compiler of the `Ericsson's Open Source Erlang/OTP
333     system <http://www.erlang.org/download.shtml>`_. It uses more
334     registers for argument passing than the ordinary C calling
335     convention and defines no callee-saved registers. The calling
336     convention properly supports `tail call
337     optimization <CodeGenerator.html#id80>`_ but requires that both the
338     caller and the callee use it. It uses a *register pinning*
339     mechanism, similar to GHC's convention, for keeping frequently
340     accessed runtime components pinned to specific hardware registers.
341     At the moment only X86 supports this convention (both 32 and 64
342     bit).
343 "``webkit_jscc``" - WebKit's JavaScript calling convention
344     This calling convention has been implemented for `WebKit FTL JIT
345     <https://trac.webkit.org/wiki/FTLJIT>`_. It passes arguments on the
346     stack right to left (as cdecl does), and returns a value in the
347     platform's customary return register.
348 "``anyregcc``" - Dynamic calling convention for code patching
349     This is a special convention that supports patching an arbitrary code
350     sequence in place of a call site. This convention forces the call
351     arguments into registers but allows them to be dynamcially
352     allocated. This can currently only be used with calls to
353     llvm.experimental.patchpoint because only this intrinsic records
354     the location of its arguments in a side table. See :doc:`StackMaps`.
355 "``preserve_mostcc``" - The `PreserveMost` calling convention
356     This calling convention attempts to make the code in the caller as little
357     intrusive as possible. This calling convention behaves identical to the `C`
358     calling convention on how arguments and return values are passed, but it
359     uses a different set of caller/callee-saved registers. This alleviates the
360     burden of saving and recovering a large register set before and after the
361     call in the caller. If the arguments are passed in callee-saved registers,
362     then they will be preserved by the callee across the call. This doesn't
363     apply for values returned in callee-saved registers.
364
365     - On X86-64 the callee preserves all general purpose registers, except for
366       R11. R11 can be used as a scratch register. Floating-point registers
367       (XMMs/YMMs) are not preserved and need to be saved by the caller.
368
369     The idea behind this convention is to support calls to runtime functions
370     that have a hot path and a cold path. The hot path is usually a small piece
371     of code that doesn't use many registers. The cold path might need to call out to
372     another function and therefore only needs to preserve the caller-saved
373     registers, which haven't already been saved by the caller. The
374     `PreserveMost` calling convention is very similar to the `cold` calling
375     convention in terms of caller/callee-saved registers, but they are used for
376     different types of function calls. `coldcc` is for function calls that are
377     rarely executed, whereas `preserve_mostcc` function calls are intended to be
378     on the hot path and definitely executed a lot. Furthermore `preserve_mostcc`
379     doesn't prevent the inliner from inlining the function call.
380
381     This calling convention will be used by a future version of the ObjectiveC
382     runtime and should therefore still be considered experimental at this time.
383     Although this convention was created to optimize certain runtime calls to
384     the ObjectiveC runtime, it is not limited to this runtime and might be used
385     by other runtimes in the future too. The current implementation only
386     supports X86-64, but the intention is to support more architectures in the
387     future.
388 "``preserve_allcc``" - The `PreserveAll` calling convention
389     This calling convention attempts to make the code in the caller even less
390     intrusive than the `PreserveMost` calling convention. This calling
391     convention also behaves identical to the `C` calling convention on how
392     arguments and return values are passed, but it uses a different set of
393     caller/callee-saved registers. This removes the burden of saving and
394     recovering a large register set before and after the call in the caller. If
395     the arguments are passed in callee-saved registers, then they will be
396     preserved by the callee across the call. This doesn't apply for values
397     returned in callee-saved registers.
398
399     - On X86-64 the callee preserves all general purpose registers, except for
400       R11. R11 can be used as a scratch register. Furthermore it also preserves
401       all floating-point registers (XMMs/YMMs).
402
403     The idea behind this convention is to support calls to runtime functions
404     that don't need to call out to any other functions.
405
406     This calling convention, like the `PreserveMost` calling convention, will be
407     used by a future version of the ObjectiveC runtime and should be considered
408     experimental at this time.
409 "``cc <n>``" - Numbered convention
410     Any calling convention may be specified by number, allowing
411     target-specific calling conventions to be used. Target specific
412     calling conventions start at 64.
413
414 More calling conventions can be added/defined on an as-needed basis, to
415 support Pascal conventions or any other well-known target-independent
416 convention.
417
418 .. _visibilitystyles:
419
420 Visibility Styles
421 -----------------
422
423 All Global Variables and Functions have one of the following visibility
424 styles:
425
426 "``default``" - Default style
427     On targets that use the ELF object file format, default visibility
428     means that the declaration is visible to other modules and, in
429     shared libraries, means that the declared entity may be overridden.
430     On Darwin, default visibility means that the declaration is visible
431     to other modules. Default visibility corresponds to "external
432     linkage" in the language.
433 "``hidden``" - Hidden style
434     Two declarations of an object with hidden visibility refer to the
435     same object if they are in the same shared object. Usually, hidden
436     visibility indicates that the symbol will not be placed into the
437     dynamic symbol table, so no other module (executable or shared
438     library) can reference it directly.
439 "``protected``" - Protected style
440     On ELF, protected visibility indicates that the symbol will be
441     placed in the dynamic symbol table, but that references within the
442     defining module will bind to the local symbol. That is, the symbol
443     cannot be overridden by another module.
444
445 A symbol with ``internal`` or ``private`` linkage must have ``default``
446 visibility.
447
448 .. _dllstorageclass:
449
450 DLL Storage Classes
451 -------------------
452
453 All Global Variables, Functions and Aliases can have one of the following
454 DLL storage class:
455
456 ``dllimport``
457     "``dllimport``" causes the compiler to reference a function or variable via
458     a global pointer to a pointer that is set up by the DLL exporting the
459     symbol. On Microsoft Windows targets, the pointer name is formed by
460     combining ``__imp_`` and the function or variable name.
461 ``dllexport``
462     "``dllexport``" causes the compiler to provide a global pointer to a pointer
463     in a DLL, so that it can be referenced with the ``dllimport`` attribute. On
464     Microsoft Windows targets, the pointer name is formed by combining
465     ``__imp_`` and the function or variable name. Since this storage class
466     exists for defining a dll interface, the compiler, assembler and linker know
467     it is externally referenced and must refrain from deleting the symbol.
468
469 .. _tls_model:
470
471 Thread Local Storage Models
472 ---------------------------
473
474 A variable may be defined as ``thread_local``, which means that it will
475 not be shared by threads (each thread will have a separated copy of the
476 variable). Not all targets support thread-local variables. Optionally, a
477 TLS model may be specified:
478
479 ``localdynamic``
480     For variables that are only used within the current shared library.
481 ``initialexec``
482     For variables in modules that will not be loaded dynamically.
483 ``localexec``
484     For variables defined in the executable and only used within it.
485
486 If no explicit model is given, the "general dynamic" model is used.
487
488 The models correspond to the ELF TLS models; see `ELF Handling For
489 Thread-Local Storage <http://people.redhat.com/drepper/tls.pdf>`_ for
490 more information on under which circumstances the different models may
491 be used. The target may choose a different TLS model if the specified
492 model is not supported, or if a better choice of model can be made.
493
494 A model can also be specified in a alias, but then it only governs how
495 the alias is accessed. It will not have any effect in the aliasee.
496
497 .. _namedtypes:
498
499 Structure Types
500 ---------------
501
502 LLVM IR allows you to specify both "identified" and "literal" :ref:`structure
503 types <t_struct>`.  Literal types are uniqued structurally, but identified types
504 are never uniqued.  An :ref:`opaque structural type <t_opaque>` can also be used
505 to forward declare a type that is not yet available.
506
507 An example of a identified structure specification is:
508
509 .. code-block:: llvm
510
511     %mytype = type { %mytype*, i32 }
512
513 Prior to the LLVM 3.0 release, identified types were structurally uniqued.  Only
514 literal types are uniqued in recent versions of LLVM.
515
516 .. _globalvars:
517
518 Global Variables
519 ----------------
520
521 Global variables define regions of memory allocated at compilation time
522 instead of run-time.
523
524 Global variable definitions must be initialized.
525
526 Global variables in other translation units can also be declared, in which
527 case they don't have an initializer.
528
529 Either global variable definitions or declarations may have an explicit section
530 to be placed in and may have an optional explicit alignment specified.
531
532 A variable may be defined as a global ``constant``, which indicates that
533 the contents of the variable will **never** be modified (enabling better
534 optimization, allowing the global data to be placed in the read-only
535 section of an executable, etc). Note that variables that need runtime
536 initialization cannot be marked ``constant`` as there is a store to the
537 variable.
538
539 LLVM explicitly allows *declarations* of global variables to be marked
540 constant, even if the final definition of the global is not. This
541 capability can be used to enable slightly better optimization of the
542 program, but requires the language definition to guarantee that
543 optimizations based on the 'constantness' are valid for the translation
544 units that do not include the definition.
545
546 As SSA values, global variables define pointer values that are in scope
547 (i.e. they dominate) all basic blocks in the program. Global variables
548 always define a pointer to their "content" type because they describe a
549 region of memory, and all memory objects in LLVM are accessed through
550 pointers.
551
552 Global variables can be marked with ``unnamed_addr`` which indicates
553 that the address is not significant, only the content. Constants marked
554 like this can be merged with other constants if they have the same
555 initializer. Note that a constant with significant address *can* be
556 merged with a ``unnamed_addr`` constant, the result being a constant
557 whose address is significant.
558
559 A global variable may be declared to reside in a target-specific
560 numbered address space. For targets that support them, address spaces
561 may affect how optimizations are performed and/or what target
562 instructions are used to access the variable. The default address space
563 is zero. The address space qualifier must precede any other attributes.
564
565 LLVM allows an explicit section to be specified for globals. If the
566 target supports it, it will emit globals to the section specified.
567 Additionally, the global can placed in a comdat if the target has the necessary
568 support.
569
570 By default, global initializers are optimized by assuming that global
571 variables defined within the module are not modified from their
572 initial values before the start of the global initializer.  This is
573 true even for variables potentially accessible from outside the
574 module, including those with external linkage or appearing in
575 ``@llvm.used`` or dllexported variables. This assumption may be suppressed
576 by marking the variable with ``externally_initialized``.
577
578 An explicit alignment may be specified for a global, which must be a
579 power of 2. If not present, or if the alignment is set to zero, the
580 alignment of the global is set by the target to whatever it feels
581 convenient. If an explicit alignment is specified, the global is forced
582 to have exactly that alignment. Targets and optimizers are not allowed
583 to over-align the global if the global has an assigned section. In this
584 case, the extra alignment could be observable: for example, code could
585 assume that the globals are densely packed in their section and try to
586 iterate over them as an array, alignment padding would break this
587 iteration. The maximum alignment is ``1 << 29``.
588
589 Globals can also have a :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`.
590
591 Variables and aliases can have a
592 :ref:`Thread Local Storage Model <tls_model>`.
593
594 Syntax::
595
596     [@<GlobalVarName> =] [Linkage] [Visibility] [DLLStorageClass] [ThreadLocal]
597                          [unnamed_addr] [AddrSpace] [ExternallyInitialized]
598                          <global | constant> <Type> [<InitializerConstant>]
599                          [, section "name"] [, comdat [($name)]]
600                          [, align <Alignment>]
601
602 For example, the following defines a global in a numbered address space
603 with an initializer, section, and alignment:
604
605 .. code-block:: llvm
606
607     @G = addrspace(5) constant float 1.0, section "foo", align 4
608
609 The following example just declares a global variable
610
611 .. code-block:: llvm
612
613    @G = external global i32
614
615 The following example defines a thread-local global with the
616 ``initialexec`` TLS model:
617
618 .. code-block:: llvm
619
620     @G = thread_local(initialexec) global i32 0, align 4
621
622 .. _functionstructure:
623
624 Functions
625 ---------
626
627 LLVM function definitions consist of the "``define``" keyword, an
628 optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional :ref:`visibility
629 style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`,
630 an optional :ref:`calling convention <callingconv>`,
631 an optional ``unnamed_addr`` attribute, a return type, an optional
632 :ref:`parameter attribute <paramattrs>` for the return type, a function
633 name, a (possibly empty) argument list (each with optional :ref:`parameter
634 attributes <paramattrs>`), optional :ref:`function attributes <fnattrs>`,
635 an optional section, an optional alignment,
636 an optional :ref:`comdat <langref_comdats>`,
637 an optional :ref:`garbage collector name <gc>`, an optional :ref:`prefix <prefixdata>`,
638 an optional :ref:`prologue <prologuedata>`, an opening
639 curly brace, a list of basic blocks, and a closing curly brace.
640
641 LLVM function declarations consist of the "``declare``" keyword, an
642 optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional :ref:`visibility
643 style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`,
644 an optional :ref:`calling convention <callingconv>`,
645 an optional ``unnamed_addr`` attribute, a return type, an optional
646 :ref:`parameter attribute <paramattrs>` for the return type, a function
647 name, a possibly empty list of arguments, an optional alignment, an optional
648 :ref:`garbage collector name <gc>`, an optional :ref:`prefix <prefixdata>`,
649 and an optional :ref:`prologue <prologuedata>`.
650
651 A function definition contains a list of basic blocks, forming the CFG (Control
652 Flow Graph) for the function. Each basic block may optionally start with a label
653 (giving the basic block a symbol table entry), contains a list of instructions,
654 and ends with a :ref:`terminator <terminators>` instruction (such as a branch or
655 function return). If an explicit label is not provided, a block is assigned an
656 implicit numbered label, using the next value from the same counter as used for
657 unnamed temporaries (:ref:`see above<identifiers>`). For example, if a function
658 entry block does not have an explicit label, it will be assigned label "%0",
659 then the first unnamed temporary in that block will be "%1", etc.
660
661 The first basic block in a function is special in two ways: it is
662 immediately executed on entrance to the function, and it is not allowed
663 to have predecessor basic blocks (i.e. there can not be any branches to
664 the entry block of a function). Because the block can have no
665 predecessors, it also cannot have any :ref:`PHI nodes <i_phi>`.
666
667 LLVM allows an explicit section to be specified for functions. If the
668 target supports it, it will emit functions to the section specified.
669 Additionally, the function can be placed in a COMDAT.
670
671 An explicit alignment may be specified for a function. If not present,
672 or if the alignment is set to zero, the alignment of the function is set
673 by the target to whatever it feels convenient. If an explicit alignment
674 is specified, the function is forced to have at least that much
675 alignment. All alignments must be a power of 2.
676
677 If the ``unnamed_addr`` attribute is given, the address is known to not
678 be significant and two identical functions can be merged.
679
680 Syntax::
681
682     define [linkage] [visibility] [DLLStorageClass]
683            [cconv] [ret attrs]
684            <ResultType> @<FunctionName> ([argument list])
685            [unnamed_addr] [fn Attrs] [section "name"] [comdat [($name)]]
686            [align N] [gc] [prefix Constant] [prologue Constant] { ... }
687
688 The argument list is a comma seperated sequence of arguments where each
689 argument is of the following form
690
691 Syntax::
692
693    <type> [parameter Attrs] [name]
694
695
696 .. _langref_aliases:
697
698 Aliases
699 -------
700
701 Aliases, unlike function or variables, don't create any new data. They
702 are just a new symbol and metadata for an existing position.
703
704 Aliases have a name and an aliasee that is either a global value or a
705 constant expression.
706
707 Aliases may have an optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional
708 :ref:`visibility style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class
709 <dllstorageclass>` and an optional :ref:`tls model <tls_model>`.
710
711 Syntax::
712
713     @<Name> = [Linkage] [Visibility] [DLLStorageClass] [ThreadLocal] [unnamed_addr] alias <AliaseeTy> @<Aliasee>
714
715 The linkage must be one of ``private``, ``internal``, ``linkonce``, ``weak``,
716 ``linkonce_odr``, ``weak_odr``, ``external``. Note that some system linkers
717 might not correctly handle dropping a weak symbol that is aliased.
718
719 Aliases that are not ``unnamed_addr`` are guaranteed to have the same address as
720 the aliasee expression. ``unnamed_addr`` ones are only guaranteed to point
721 to the same content.
722
723 Since aliases are only a second name, some restrictions apply, of which
724 some can only be checked when producing an object file:
725
726 * The expression defining the aliasee must be computable at assembly
727   time. Since it is just a name, no relocations can be used.
728
729 * No alias in the expression can be weak as the possibility of the
730   intermediate alias being overridden cannot be represented in an
731   object file.
732
733 * No global value in the expression can be a declaration, since that
734   would require a relocation, which is not possible.
735
736 .. _langref_comdats:
737
738 Comdats
739 -------
740
741 Comdat IR provides access to COFF and ELF object file COMDAT functionality.
742
743 Comdats have a name which represents the COMDAT key.  All global objects that
744 specify this key will only end up in the final object file if the linker chooses
745 that key over some other key.  Aliases are placed in the same COMDAT that their
746 aliasee computes to, if any.
747
748 Comdats have a selection kind to provide input on how the linker should
749 choose between keys in two different object files.
750
751 Syntax::
752
753     $<Name> = comdat SelectionKind
754
755 The selection kind must be one of the following:
756
757 ``any``
758     The linker may choose any COMDAT key, the choice is arbitrary.
759 ``exactmatch``
760     The linker may choose any COMDAT key but the sections must contain the
761     same data.
762 ``largest``
763     The linker will choose the section containing the largest COMDAT key.
764 ``noduplicates``
765     The linker requires that only section with this COMDAT key exist.
766 ``samesize``
767     The linker may choose any COMDAT key but the sections must contain the
768     same amount of data.
769
770 Note that the Mach-O platform doesn't support COMDATs and ELF only supports
771 ``any`` as a selection kind.
772
773 Here is an example of a COMDAT group where a function will only be selected if
774 the COMDAT key's section is the largest:
775
776 .. code-block:: llvm
777
778    $foo = comdat largest
779    @foo = global i32 2, comdat($foo)
780
781    define void @bar() comdat($foo) {
782      ret void
783    }
784
785 As a syntactic sugar the ``$name`` can be omitted if the name is the same as
786 the global name:
787
788 .. code-block:: llvm
789
790   $foo = comdat any
791   @foo = global i32 2, comdat
792
793
794 In a COFF object file, this will create a COMDAT section with selection kind
795 ``IMAGE_COMDAT_SELECT_LARGEST`` containing the contents of the ``@foo`` symbol
796 and another COMDAT section with selection kind
797 ``IMAGE_COMDAT_SELECT_ASSOCIATIVE`` which is associated with the first COMDAT
798 section and contains the contents of the ``@bar`` symbol.
799
800 There are some restrictions on the properties of the global object.
801 It, or an alias to it, must have the same name as the COMDAT group when
802 targeting COFF.
803 The contents and size of this object may be used during link-time to determine
804 which COMDAT groups get selected depending on the selection kind.
805 Because the name of the object must match the name of the COMDAT group, the
806 linkage of the global object must not be local; local symbols can get renamed
807 if a collision occurs in the symbol table.
808
809 The combined use of COMDATS and section attributes may yield surprising results.
810 For example:
811
812 .. code-block:: llvm
813
814    $foo = comdat any
815    $bar = comdat any
816    @g1 = global i32 42, section "sec", comdat($foo)
817    @g2 = global i32 42, section "sec", comdat($bar)
818
819 From the object file perspective, this requires the creation of two sections
820 with the same name.  This is necessary because both globals belong to different
821 COMDAT groups and COMDATs, at the object file level, are represented by
822 sections.
823
824 Note that certain IR constructs like global variables and functions may create
825 COMDATs in the object file in addition to any which are specified using COMDAT
826 IR.  This arises, for example, when a global variable has linkonce_odr linkage.
827
828 .. _namedmetadatastructure:
829
830 Named Metadata
831 --------------
832
833 Named metadata is a collection of metadata. :ref:`Metadata
834 nodes <metadata>` (but not metadata strings) are the only valid
835 operands for a named metadata.
836
837 Syntax::
838
839     ; Some unnamed metadata nodes, which are referenced by the named metadata.
840     !0 = !{!"zero"}
841     !1 = !{!"one"}
842     !2 = !{!"two"}
843     ; A named metadata.
844     !name = !{!0, !1, !2}
845
846 .. _paramattrs:
847
848 Parameter Attributes
849 --------------------
850
851 The return type and each parameter of a function type may have a set of
852 *parameter attributes* associated with them. Parameter attributes are
853 used to communicate additional information about the result or
854 parameters of a function. Parameter attributes are considered to be part
855 of the function, not of the function type, so functions with different
856 parameter attributes can have the same function type.
857
858 Parameter attributes are simple keywords that follow the type specified.
859 If multiple parameter attributes are needed, they are space separated.
860 For example:
861
862 .. code-block:: llvm
863
864     declare i32 @printf(i8* noalias nocapture, ...)
865     declare i32 @atoi(i8 zeroext)
866     declare signext i8 @returns_signed_char()
867
868 Note that any attributes for the function result (``nounwind``,
869 ``readonly``) come immediately after the argument list.
870
871 Currently, only the following parameter attributes are defined:
872
873 ``zeroext``
874     This indicates to the code generator that the parameter or return
875     value should be zero-extended to the extent required by the target's
876     ABI (which is usually 32-bits, but is 8-bits for a i1 on x86-64) by
877     the caller (for a parameter) or the callee (for a return value).
878 ``signext``
879     This indicates to the code generator that the parameter or return
880     value should be sign-extended to the extent required by the target's
881     ABI (which is usually 32-bits) by the caller (for a parameter) or
882     the callee (for a return value).
883 ``inreg``
884     This indicates that this parameter or return value should be treated
885     in a special target-dependent fashion during while emitting code for
886     a function call or return (usually, by putting it in a register as
887     opposed to memory, though some targets use it to distinguish between
888     two different kinds of registers). Use of this attribute is
889     target-specific.
890 ``byval``
891     This indicates that the pointer parameter should really be passed by
892     value to the function. The attribute implies that a hidden copy of
893     the pointee is made between the caller and the callee, so the callee
894     is unable to modify the value in the caller. This attribute is only
895     valid on LLVM pointer arguments. It is generally used to pass
896     structs and arrays by value, but is also valid on pointers to
897     scalars. The copy is considered to belong to the caller not the
898     callee (for example, ``readonly`` functions should not write to
899     ``byval`` parameters). This is not a valid attribute for return
900     values.
901
902     The byval attribute also supports specifying an alignment with the
903     align attribute. It indicates the alignment of the stack slot to
904     form and the known alignment of the pointer specified to the call
905     site. If the alignment is not specified, then the code generator
906     makes a target-specific assumption.
907
908 .. _attr_inalloca:
909
910 ``inalloca``
911
912     The ``inalloca`` argument attribute allows the caller to take the
913     address of outgoing stack arguments.  An ``inalloca`` argument must
914     be a pointer to stack memory produced by an ``alloca`` instruction.
915     The alloca, or argument allocation, must also be tagged with the
916     inalloca keyword.  Only the last argument may have the ``inalloca``
917     attribute, and that argument is guaranteed to be passed in memory.
918
919     An argument allocation may be used by a call at most once because
920     the call may deallocate it.  The ``inalloca`` attribute cannot be
921     used in conjunction with other attributes that affect argument
922     storage, like ``inreg``, ``nest``, ``sret``, or ``byval``.  The
923     ``inalloca`` attribute also disables LLVM's implicit lowering of
924     large aggregate return values, which means that frontend authors
925     must lower them with ``sret`` pointers.
926
927     When the call site is reached, the argument allocation must have
928     been the most recent stack allocation that is still live, or the
929     results are undefined.  It is possible to allocate additional stack
930     space after an argument allocation and before its call site, but it
931     must be cleared off with :ref:`llvm.stackrestore
932     <int_stackrestore>`.
933
934     See :doc:`InAlloca` for more information on how to use this
935     attribute.
936
937 ``sret``
938     This indicates that the pointer parameter specifies the address of a
939     structure that is the return value of the function in the source
940     program. This pointer must be guaranteed by the caller to be valid:
941     loads and stores to the structure may be assumed by the callee
942     not to trap and to be properly aligned. This may only be applied to
943     the first parameter. This is not a valid attribute for return
944     values.
945
946 ``align <n>``
947     This indicates that the pointer value may be assumed by the optimizer to
948     have the specified alignment.
949
950     Note that this attribute has additional semantics when combined with the
951     ``byval`` attribute.
952
953 .. _noalias:
954
955 ``noalias``
956     This indicates that objects accessed via pointer values
957     :ref:`based <pointeraliasing>` on the argument or return value are not also
958     accessed, during the execution of the function, via pointer values not
959     *based* on the argument or return value. The attribute on a return value
960     also has additional semantics described below. The caller shares the
961     responsibility with the callee for ensuring that these requirements are met.
962     For further details, please see the discussion of the NoAlias response in
963     :ref:`alias analysis <Must, May, or No>`.
964
965     Note that this definition of ``noalias`` is intentionally similar
966     to the definition of ``restrict`` in C99 for function arguments.
967
968     For function return values, C99's ``restrict`` is not meaningful,
969     while LLVM's ``noalias`` is. Furthermore, the semantics of the ``noalias``
970     attribute on return values are stronger than the semantics of the attribute
971     when used on function arguments. On function return values, the ``noalias``
972     attribute indicates that the function acts like a system memory allocation
973     function, returning a pointer to allocated storage disjoint from the
974     storage for any other object accessible to the caller.
975
976 ``nocapture``
977     This indicates that the callee does not make any copies of the
978     pointer that outlive the callee itself. This is not a valid
979     attribute for return values.
980
981 .. _nest:
982
983 ``nest``
984     This indicates that the pointer parameter can be excised using the
985     :ref:`trampoline intrinsics <int_trampoline>`. This is not a valid
986     attribute for return values and can only be applied to one parameter.
987
988 ``returned``
989     This indicates that the function always returns the argument as its return
990     value. This is an optimization hint to the code generator when generating
991     the caller, allowing tail call optimization and omission of register saves
992     and restores in some cases; it is not checked or enforced when generating
993     the callee. The parameter and the function return type must be valid
994     operands for the :ref:`bitcast instruction <i_bitcast>`. This is not a
995     valid attribute for return values and can only be applied to one parameter.
996
997 ``nonnull``
998     This indicates that the parameter or return pointer is not null. This
999     attribute may only be applied to pointer typed parameters. This is not
1000     checked or enforced by LLVM, the caller must ensure that the pointer
1001     passed in is non-null, or the callee must ensure that the returned pointer 
1002     is non-null.
1003
1004 ``dereferenceable(<n>)``
1005     This indicates that the parameter or return pointer is dereferenceable. This
1006     attribute may only be applied to pointer typed parameters. A pointer that
1007     is dereferenceable can be loaded from speculatively without a risk of
1008     trapping. The number of bytes known to be dereferenceable must be provided
1009     in parentheses. It is legal for the number of bytes to be less than the
1010     size of the pointee type. The ``nonnull`` attribute does not imply
1011     dereferenceability (consider a pointer to one element past the end of an
1012     array), however ``dereferenceable(<n>)`` does imply ``nonnull`` in
1013     ``addrspace(0)`` (which is the default address space).
1014
1015 .. _gc:
1016
1017 Garbage Collector Strategy Names
1018 --------------------------------
1019
1020 Each function may specify a garbage collector strategy name, which is simply a
1021 string:
1022
1023 .. code-block:: llvm
1024
1025     define void @f() gc "name" { ... }
1026
1027 The supported values of *name* includes those :ref:`built in to LLVM 
1028 <builtin-gc-strategies>` and any provided by loaded plugins.  Specifying a GC
1029 strategy will cause the compiler to alter its output in order to support the 
1030 named garbage collection algorithm.  Note that LLVM itself does not contain a 
1031 garbage collector, this functionality is restricted to generating machine code
1032 which can interoperate with a collector provided externally.  
1033
1034 .. _prefixdata:
1035
1036 Prefix Data
1037 -----------
1038
1039 Prefix data is data associated with a function which the code
1040 generator will emit immediately before the function's entrypoint.
1041 The purpose of this feature is to allow frontends to associate
1042 language-specific runtime metadata with specific functions and make it
1043 available through the function pointer while still allowing the
1044 function pointer to be called.
1045
1046 To access the data for a given function, a program may bitcast the
1047 function pointer to a pointer to the constant's type and dereference
1048 index -1.  This implies that the IR symbol points just past the end of
1049 the prefix data. For instance, take the example of a function annotated
1050 with a single ``i32``,
1051
1052 .. code-block:: llvm
1053
1054     define void @f() prefix i32 123 { ... }
1055
1056 The prefix data can be referenced as,
1057
1058 .. code-block:: llvm
1059
1060     %0 = bitcast void* () @f to i32*
1061     %a = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i32 -1
1062     %b = load i32, i32* %a
1063
1064 Prefix data is laid out as if it were an initializer for a global variable
1065 of the prefix data's type.  The function will be placed such that the
1066 beginning of the prefix data is aligned. This means that if the size
1067 of the prefix data is not a multiple of the alignment size, the
1068 function's entrypoint will not be aligned. If alignment of the
1069 function's entrypoint is desired, padding must be added to the prefix
1070 data.
1071
1072 A function may have prefix data but no body.  This has similar semantics
1073 to the ``available_externally`` linkage in that the data may be used by the
1074 optimizers but will not be emitted in the object file.
1075
1076 .. _prologuedata:
1077
1078 Prologue Data
1079 -------------
1080
1081 The ``prologue`` attribute allows arbitrary code (encoded as bytes) to
1082 be inserted prior to the function body. This can be used for enabling
1083 function hot-patching and instrumentation.
1084
1085 To maintain the semantics of ordinary function calls, the prologue data must
1086 have a particular format.  Specifically, it must begin with a sequence of
1087 bytes which decode to a sequence of machine instructions, valid for the
1088 module's target, which transfer control to the point immediately succeeding
1089 the prologue data, without performing any other visible action.  This allows
1090 the inliner and other passes to reason about the semantics of the function
1091 definition without needing to reason about the prologue data.  Obviously this
1092 makes the format of the prologue data highly target dependent.
1093
1094 A trivial example of valid prologue data for the x86 architecture is ``i8 144``,
1095 which encodes the ``nop`` instruction:
1096
1097 .. code-block:: llvm
1098
1099     define void @f() prologue i8 144 { ... }
1100
1101 Generally prologue data can be formed by encoding a relative branch instruction
1102 which skips the metadata, as in this example of valid prologue data for the
1103 x86_64 architecture, where the first two bytes encode ``jmp .+10``:
1104
1105 .. code-block:: llvm
1106
1107     %0 = type <{ i8, i8, i8* }>
1108
1109     define void @f() prologue %0 <{ i8 235, i8 8, i8* @md}> { ... }
1110
1111 A function may have prologue data but no body.  This has similar semantics
1112 to the ``available_externally`` linkage in that the data may be used by the
1113 optimizers but will not be emitted in the object file.
1114
1115 .. _attrgrp:
1116
1117 Attribute Groups
1118 ----------------
1119
1120 Attribute groups are groups of attributes that are referenced by objects within
1121 the IR. They are important for keeping ``.ll`` files readable, because a lot of
1122 functions will use the same set of attributes. In the degenerative case of a
1123 ``.ll`` file that corresponds to a single ``.c`` file, the single attribute
1124 group will capture the important command line flags used to build that file.
1125
1126 An attribute group is a module-level object. To use an attribute group, an
1127 object references the attribute group's ID (e.g. ``#37``). An object may refer
1128 to more than one attribute group. In that situation, the attributes from the
1129 different groups are merged.
1130
1131 Here is an example of attribute groups for a function that should always be
1132 inlined, has a stack alignment of 4, and which shouldn't use SSE instructions:
1133
1134 .. code-block:: llvm
1135
1136    ; Target-independent attributes:
1137    attributes #0 = { alwaysinline alignstack=4 }
1138
1139    ; Target-dependent attributes:
1140    attributes #1 = { "no-sse" }
1141
1142    ; Function @f has attributes: alwaysinline, alignstack=4, and "no-sse".
1143    define void @f() #0 #1 { ... }
1144
1145 .. _fnattrs:
1146
1147 Function Attributes
1148 -------------------
1149
1150 Function attributes are set to communicate additional information about
1151 a function. Function attributes are considered to be part of the
1152 function, not of the function type, so functions with different function
1153 attributes can have the same function type.
1154
1155 Function attributes are simple keywords that follow the type specified.
1156 If multiple attributes are needed, they are space separated. For
1157 example:
1158
1159 .. code-block:: llvm
1160
1161     define void @f() noinline { ... }
1162     define void @f() alwaysinline { ... }
1163     define void @f() alwaysinline optsize { ... }
1164     define void @f() optsize { ... }
1165
1166 ``alignstack(<n>)``
1167     This attribute indicates that, when emitting the prologue and
1168     epilogue, the backend should forcibly align the stack pointer.
1169     Specify the desired alignment, which must be a power of two, in
1170     parentheses.
1171 ``alwaysinline``
1172     This attribute indicates that the inliner should attempt to inline
1173     this function into callers whenever possible, ignoring any active
1174     inlining size threshold for this caller.
1175 ``builtin``
1176     This indicates that the callee function at a call site should be
1177     recognized as a built-in function, even though the function's declaration
1178     uses the ``nobuiltin`` attribute. This is only valid at call sites for
1179     direct calls to functions that are declared with the ``nobuiltin``
1180     attribute.
1181 ``cold``
1182     This attribute indicates that this function is rarely called. When
1183     computing edge weights, basic blocks post-dominated by a cold
1184     function call are also considered to be cold; and, thus, given low
1185     weight.
1186 ``inlinehint``
1187     This attribute indicates that the source code contained a hint that
1188     inlining this function is desirable (such as the "inline" keyword in
1189     C/C++). It is just a hint; it imposes no requirements on the
1190     inliner.
1191 ``jumptable``
1192     This attribute indicates that the function should be added to a
1193     jump-instruction table at code-generation time, and that all address-taken
1194     references to this function should be replaced with a reference to the
1195     appropriate jump-instruction-table function pointer. Note that this creates
1196     a new pointer for the original function, which means that code that depends
1197     on function-pointer identity can break. So, any function annotated with
1198     ``jumptable`` must also be ``unnamed_addr``.
1199 ``minsize``
1200     This attribute suggests that optimization passes and code generator
1201     passes make choices that keep the code size of this function as small
1202     as possible and perform optimizations that may sacrifice runtime
1203     performance in order to minimize the size of the generated code.
1204 ``naked``
1205     This attribute disables prologue / epilogue emission for the
1206     function. This can have very system-specific consequences.
1207 ``nobuiltin``
1208     This indicates that the callee function at a call site is not recognized as
1209     a built-in function. LLVM will retain the original call and not replace it
1210     with equivalent code based on the semantics of the built-in function, unless
1211     the call site uses the ``builtin`` attribute. This is valid at call sites
1212     and on function declarations and definitions.
1213 ``noduplicate``
1214     This attribute indicates that calls to the function cannot be
1215     duplicated. A call to a ``noduplicate`` function may be moved
1216     within its parent function, but may not be duplicated within
1217     its parent function.
1218
1219     A function containing a ``noduplicate`` call may still
1220     be an inlining candidate, provided that the call is not
1221     duplicated by inlining. That implies that the function has
1222     internal linkage and only has one call site, so the original
1223     call is dead after inlining.
1224 ``noimplicitfloat``
1225     This attributes disables implicit floating point instructions.
1226 ``noinline``
1227     This attribute indicates that the inliner should never inline this
1228     function in any situation. This attribute may not be used together
1229     with the ``alwaysinline`` attribute.
1230 ``nonlazybind``
1231     This attribute suppresses lazy symbol binding for the function. This
1232     may make calls to the function faster, at the cost of extra program
1233     startup time if the function is not called during program startup.
1234 ``noredzone``
1235     This attribute indicates that the code generator should not use a
1236     red zone, even if the target-specific ABI normally permits it.
1237 ``noreturn``
1238     This function attribute indicates that the function never returns
1239     normally. This produces undefined behavior at runtime if the
1240     function ever does dynamically return.
1241 ``nounwind``
1242     This function attribute indicates that the function never raises an
1243     exception. If the function does raise an exception, its runtime
1244     behavior is undefined. However, functions marked nounwind may still
1245     trap or generate asynchronous exceptions. Exception handling schemes
1246     that are recognized by LLVM to handle asynchronous exceptions, such
1247     as SEH, will still provide their implementation defined semantics.
1248 ``optnone``
1249     This function attribute indicates that the function is not optimized
1250     by any optimization or code generator passes with the
1251     exception of interprocedural optimization passes.
1252     This attribute cannot be used together with the ``alwaysinline``
1253     attribute; this attribute is also incompatible
1254     with the ``minsize`` attribute and the ``optsize`` attribute.
1255
1256     This attribute requires the ``noinline`` attribute to be specified on
1257     the function as well, so the function is never inlined into any caller.
1258     Only functions with the ``alwaysinline`` attribute are valid
1259     candidates for inlining into the body of this function.
1260 ``optsize``
1261     This attribute suggests that optimization passes and code generator
1262     passes make choices that keep the code size of this function low,
1263     and otherwise do optimizations specifically to reduce code size as
1264     long as they do not significantly impact runtime performance.
1265 ``readnone``
1266     On a function, this attribute indicates that the function computes its
1267     result (or decides to unwind an exception) based strictly on its arguments,
1268     without dereferencing any pointer arguments or otherwise accessing
1269     any mutable state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
1270     caller functions. It does not write through any pointer arguments
1271     (including ``byval`` arguments) and never changes any state visible
1272     to callers. This means that it cannot unwind exceptions by calling
1273     the ``C++`` exception throwing methods.
1274
1275     On an argument, this attribute indicates that the function does not
1276     dereference that pointer argument, even though it may read or write the
1277     memory that the pointer points to if accessed through other pointers.
1278 ``readonly``
1279     On a function, this attribute indicates that the function does not write
1280     through any pointer arguments (including ``byval`` arguments) or otherwise
1281     modify any state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
1282     caller functions. It may dereference pointer arguments and read
1283     state that may be set in the caller. A readonly function always
1284     returns the same value (or unwinds an exception identically) when
1285     called with the same set of arguments and global state. It cannot
1286     unwind an exception by calling the ``C++`` exception throwing
1287     methods.
1288
1289     On an argument, this attribute indicates that the function does not write
1290     through this pointer argument, even though it may write to the memory that
1291     the pointer points to.
1292 ``returns_twice``
1293     This attribute indicates that this function can return twice. The C
1294     ``setjmp`` is an example of such a function. The compiler disables
1295     some optimizations (like tail calls) in the caller of these
1296     functions.
1297 ``sanitize_address``
1298     This attribute indicates that AddressSanitizer checks
1299     (dynamic address safety analysis) are enabled for this function.
1300 ``sanitize_memory``
1301     This attribute indicates that MemorySanitizer checks (dynamic detection
1302     of accesses to uninitialized memory) are enabled for this function.
1303 ``sanitize_thread``
1304     This attribute indicates that ThreadSanitizer checks
1305     (dynamic thread safety analysis) are enabled for this function.
1306 ``ssp``
1307     This attribute indicates that the function should emit a stack
1308     smashing protector. It is in the form of a "canary" --- a random value
1309     placed on the stack before the local variables that's checked upon
1310     return from the function to see if it has been overwritten. A
1311     heuristic is used to determine if a function needs stack protectors
1312     or not. The heuristic used will enable protectors for functions with:
1313
1314     - Character arrays larger than ``ssp-buffer-size`` (default 8).
1315     - Aggregates containing character arrays larger than ``ssp-buffer-size``.
1316     - Calls to alloca() with variable sizes or constant sizes greater than
1317       ``ssp-buffer-size``.
1318
1319     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1320     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1321
1322     If a function that has an ``ssp`` attribute is inlined into a
1323     function that doesn't have an ``ssp`` attribute, then the resulting
1324     function will have an ``ssp`` attribute.
1325 ``sspreq``
1326     This attribute indicates that the function should *always* emit a
1327     stack smashing protector. This overrides the ``ssp`` function
1328     attribute.
1329
1330     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1331     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1332     The specific layout rules are:
1333
1334     #. Large arrays and structures containing large arrays
1335        (``>= ssp-buffer-size``) are closest to the stack protector.
1336     #. Small arrays and structures containing small arrays
1337        (``< ssp-buffer-size``) are 2nd closest to the protector.
1338     #. Variables that have had their address taken are 3rd closest to the
1339        protector.
1340
1341     If a function that has an ``sspreq`` attribute is inlined into a
1342     function that doesn't have an ``sspreq`` attribute or which has an
1343     ``ssp`` or ``sspstrong`` attribute, then the resulting function will have
1344     an ``sspreq`` attribute.
1345 ``sspstrong``
1346     This attribute indicates that the function should emit a stack smashing
1347     protector. This attribute causes a strong heuristic to be used when
1348     determining if a function needs stack protectors.  The strong heuristic
1349     will enable protectors for functions with:
1350
1351     - Arrays of any size and type
1352     - Aggregates containing an array of any size and type.
1353     - Calls to alloca().
1354     - Local variables that have had their address taken.
1355
1356     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1357     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1358     The specific layout rules are:
1359
1360     #. Large arrays and structures containing large arrays
1361        (``>= ssp-buffer-size``) are closest to the stack protector.
1362     #. Small arrays and structures containing small arrays
1363        (``< ssp-buffer-size``) are 2nd closest to the protector.
1364     #. Variables that have had their address taken are 3rd closest to the
1365        protector.
1366
1367     This overrides the ``ssp`` function attribute.
1368
1369     If a function that has an ``sspstrong`` attribute is inlined into a
1370     function that doesn't have an ``sspstrong`` attribute, then the
1371     resulting function will have an ``sspstrong`` attribute.
1372 ``"thunk"``
1373     This attribute indicates that the function will delegate to some other
1374     function with a tail call. The prototype of a thunk should not be used for
1375     optimization purposes. The caller is expected to cast the thunk prototype to
1376     match the thunk target prototype.
1377 ``uwtable``
1378     This attribute indicates that the ABI being targeted requires that
1379     an unwind table entry be produce for this function even if we can
1380     show that no exceptions passes by it. This is normally the case for
1381     the ELF x86-64 abi, but it can be disabled for some compilation
1382     units.
1383
1384 .. _moduleasm:
1385
1386 Module-Level Inline Assembly
1387 ----------------------------
1388
1389 Modules may contain "module-level inline asm" blocks, which corresponds
1390 to the GCC "file scope inline asm" blocks. These blocks are internally
1391 concatenated by LLVM and treated as a single unit, but may be separated
1392 in the ``.ll`` file if desired. The syntax is very simple:
1393
1394 .. code-block:: llvm
1395
1396     module asm "inline asm code goes here"
1397     module asm "more can go here"
1398
1399 The strings can contain any character by escaping non-printable
1400 characters. The escape sequence used is simply "\\xx" where "xx" is the
1401 two digit hex code for the number.
1402
1403 The inline asm code is simply printed to the machine code .s file when
1404 assembly code is generated.
1405
1406 .. _langref_datalayout:
1407
1408 Data Layout
1409 -----------
1410
1411 A module may specify a target specific data layout string that specifies
1412 how data is to be laid out in memory. The syntax for the data layout is
1413 simply:
1414
1415 .. code-block:: llvm
1416
1417     target datalayout = "layout specification"
1418
1419 The *layout specification* consists of a list of specifications
1420 separated by the minus sign character ('-'). Each specification starts
1421 with a letter and may include other information after the letter to
1422 define some aspect of the data layout. The specifications accepted are
1423 as follows:
1424
1425 ``E``
1426     Specifies that the target lays out data in big-endian form. That is,
1427     the bits with the most significance have the lowest address
1428     location.
1429 ``e``
1430     Specifies that the target lays out data in little-endian form. That
1431     is, the bits with the least significance have the lowest address
1432     location.
1433 ``S<size>``
1434     Specifies the natural alignment of the stack in bits. Alignment
1435     promotion of stack variables is limited to the natural stack
1436     alignment to avoid dynamic stack realignment. The stack alignment
1437     must be a multiple of 8-bits. If omitted, the natural stack
1438     alignment defaults to "unspecified", which does not prevent any
1439     alignment promotions.
1440 ``p[n]:<size>:<abi>:<pref>``
1441     This specifies the *size* of a pointer and its ``<abi>`` and
1442     ``<pref>``\erred alignments for address space ``n``. All sizes are in
1443     bits. The address space, ``n`` is optional, and if not specified,
1444     denotes the default address space 0.  The value of ``n`` must be
1445     in the range [1,2^23).
1446 ``i<size>:<abi>:<pref>``
1447     This specifies the alignment for an integer type of a given bit
1448     ``<size>``. The value of ``<size>`` must be in the range [1,2^23).
1449 ``v<size>:<abi>:<pref>``
1450     This specifies the alignment for a vector type of a given bit
1451     ``<size>``.
1452 ``f<size>:<abi>:<pref>``
1453     This specifies the alignment for a floating point type of a given bit
1454     ``<size>``. Only values of ``<size>`` that are supported by the target
1455     will work. 32 (float) and 64 (double) are supported on all targets; 80
1456     or 128 (different flavors of long double) are also supported on some
1457     targets.
1458 ``a:<abi>:<pref>``
1459     This specifies the alignment for an object of aggregate type.
1460 ``m:<mangling>``
1461     If present, specifies that llvm names are mangled in the output. The
1462     options are
1463
1464     * ``e``: ELF mangling: Private symbols get a ``.L`` prefix.
1465     * ``m``: Mips mangling: Private symbols get a ``$`` prefix.
1466     * ``o``: Mach-O mangling: Private symbols get ``L`` prefix. Other
1467       symbols get a ``_`` prefix.
1468     * ``w``: Windows COFF prefix:  Similar to Mach-O, but stdcall and fastcall
1469       functions also get a suffix based on the frame size.
1470 ``n<size1>:<size2>:<size3>...``
1471     This specifies a set of native integer widths for the target CPU in
1472     bits. For example, it might contain ``n32`` for 32-bit PowerPC,
1473     ``n32:64`` for PowerPC 64, or ``n8:16:32:64`` for X86-64. Elements of
1474     this set are considered to support most general arithmetic operations
1475     efficiently.
1476
1477 On every specification that takes a ``<abi>:<pref>``, specifying the
1478 ``<pref>`` alignment is optional. If omitted, the preceding ``:``
1479 should be omitted too and ``<pref>`` will be equal to ``<abi>``.
1480
1481 When constructing the data layout for a given target, LLVM starts with a
1482 default set of specifications which are then (possibly) overridden by
1483 the specifications in the ``datalayout`` keyword. The default
1484 specifications are given in this list:
1485
1486 -  ``E`` - big endian
1487 -  ``p:64:64:64`` - 64-bit pointers with 64-bit alignment.
1488 -  ``p[n]:64:64:64`` - Other address spaces are assumed to be the
1489    same as the default address space.
1490 -  ``S0`` - natural stack alignment is unspecified
1491 -  ``i1:8:8`` - i1 is 8-bit (byte) aligned
1492 -  ``i8:8:8`` - i8 is 8-bit (byte) aligned
1493 -  ``i16:16:16`` - i16 is 16-bit aligned
1494 -  ``i32:32:32`` - i32 is 32-bit aligned
1495 -  ``i64:32:64`` - i64 has ABI alignment of 32-bits but preferred
1496    alignment of 64-bits
1497 -  ``f16:16:16`` - half is 16-bit aligned
1498 -  ``f32:32:32`` - float is 32-bit aligned
1499 -  ``f64:64:64`` - double is 64-bit aligned
1500 -  ``f128:128:128`` - quad is 128-bit aligned
1501 -  ``v64:64:64`` - 64-bit vector is 64-bit aligned
1502 -  ``v128:128:128`` - 128-bit vector is 128-bit aligned
1503 -  ``a:0:64`` - aggregates are 64-bit aligned
1504
1505 When LLVM is determining the alignment for a given type, it uses the
1506 following rules:
1507
1508 #. If the type sought is an exact match for one of the specifications,
1509    that specification is used.
1510 #. If no match is found, and the type sought is an integer type, then
1511    the smallest integer type that is larger than the bitwidth of the
1512    sought type is used. If none of the specifications are larger than
1513    the bitwidth then the largest integer type is used. For example,
1514    given the default specifications above, the i7 type will use the
1515    alignment of i8 (next largest) while both i65 and i256 will use the
1516    alignment of i64 (largest specified).
1517 #. If no match is found, and the type sought is a vector type, then the
1518    largest vector type that is smaller than the sought vector type will
1519    be used as a fall back. This happens because <128 x double> can be
1520    implemented in terms of 64 <2 x double>, for example.
1521
1522 The function of the data layout string may not be what you expect.
1523 Notably, this is not a specification from the frontend of what alignment
1524 the code generator should use.
1525
1526 Instead, if specified, the target data layout is required to match what
1527 the ultimate *code generator* expects. This string is used by the
1528 mid-level optimizers to improve code, and this only works if it matches
1529 what the ultimate code generator uses. If you would like to generate IR
1530 that does not embed this target-specific detail into the IR, then you
1531 don't have to specify the string. This will disable some optimizations
1532 that require precise layout information, but this also prevents those
1533 optimizations from introducing target specificity into the IR.
1534
1535 .. _langref_triple:
1536
1537 Target Triple
1538 -------------
1539
1540 A module may specify a target triple string that describes the target
1541 host. The syntax for the target triple is simply:
1542
1543 .. code-block:: llvm
1544
1545     target triple = "x86_64-apple-macosx10.7.0"
1546
1547 The *target triple* string consists of a series of identifiers delimited
1548 by the minus sign character ('-'). The canonical forms are:
1549
1550 ::
1551
1552     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM
1553     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM-ENVIRONMENT
1554
1555 This information is passed along to the backend so that it generates
1556 code for the proper architecture. It's possible to override this on the
1557 command line with the ``-mtriple`` command line option.
1558
1559 .. _pointeraliasing:
1560
1561 Pointer Aliasing Rules
1562 ----------------------
1563
1564 Any memory access must be done through a pointer value associated with
1565 an address range of the memory access, otherwise the behavior is
1566 undefined. Pointer values are associated with address ranges according
1567 to the following rules:
1568
1569 -  A pointer value is associated with the addresses associated with any
1570    value it is *based* on.
1571 -  An address of a global variable is associated with the address range
1572    of the variable's storage.
1573 -  The result value of an allocation instruction is associated with the
1574    address range of the allocated storage.
1575 -  A null pointer in the default address-space is associated with no
1576    address.
1577 -  An integer constant other than zero or a pointer value returned from
1578    a function not defined within LLVM may be associated with address
1579    ranges allocated through mechanisms other than those provided by
1580    LLVM. Such ranges shall not overlap with any ranges of addresses
1581    allocated by mechanisms provided by LLVM.
1582
1583 A pointer value is *based* on another pointer value according to the
1584 following rules:
1585
1586 -  A pointer value formed from a ``getelementptr`` operation is *based*
1587    on the first value operand of the ``getelementptr``.
1588 -  The result value of a ``bitcast`` is *based* on the operand of the
1589    ``bitcast``.
1590 -  A pointer value formed by an ``inttoptr`` is *based* on all pointer
1591    values that contribute (directly or indirectly) to the computation of
1592    the pointer's value.
1593 -  The "*based* on" relationship is transitive.
1594
1595 Note that this definition of *"based"* is intentionally similar to the
1596 definition of *"based"* in C99, though it is slightly weaker.
1597
1598 LLVM IR does not associate types with memory. The result type of a
1599 ``load`` merely indicates the size and alignment of the memory from
1600 which to load, as well as the interpretation of the value. The first
1601 operand type of a ``store`` similarly only indicates the size and
1602 alignment of the store.
1603
1604 Consequently, type-based alias analysis, aka TBAA, aka
1605 ``-fstrict-aliasing``, is not applicable to general unadorned LLVM IR.
1606 :ref:`Metadata <metadata>` may be used to encode additional information
1607 which specialized optimization passes may use to implement type-based
1608 alias analysis.
1609
1610 .. _volatile:
1611
1612 Volatile Memory Accesses
1613 ------------------------
1614
1615 Certain memory accesses, such as :ref:`load <i_load>`'s,
1616 :ref:`store <i_store>`'s, and :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>`'s may be
1617 marked ``volatile``. The optimizers must not change the number of
1618 volatile operations or change their order of execution relative to other
1619 volatile operations. The optimizers *may* change the order of volatile
1620 operations relative to non-volatile operations. This is not Java's
1621 "volatile" and has no cross-thread synchronization behavior.
1622
1623 IR-level volatile loads and stores cannot safely be optimized into
1624 llvm.memcpy or llvm.memmove intrinsics even when those intrinsics are
1625 flagged volatile. Likewise, the backend should never split or merge
1626 target-legal volatile load/store instructions.
1627
1628 .. admonition:: Rationale
1629
1630  Platforms may rely on volatile loads and stores of natively supported
1631  data width to be executed as single instruction. For example, in C
1632  this holds for an l-value of volatile primitive type with native
1633  hardware support, but not necessarily for aggregate types. The
1634  frontend upholds these expectations, which are intentionally
1635  unspecified in the IR. The rules above ensure that IR transformation
1636  do not violate the frontend's contract with the language.
1637
1638 .. _memmodel:
1639
1640 Memory Model for Concurrent Operations
1641 --------------------------------------
1642
1643 The LLVM IR does not define any way to start parallel threads of
1644 execution or to register signal handlers. Nonetheless, there are
1645 platform-specific ways to create them, and we define LLVM IR's behavior
1646 in their presence. This model is inspired by the C++0x memory model.
1647
1648 For a more informal introduction to this model, see the :doc:`Atomics`.
1649
1650 We define a *happens-before* partial order as the least partial order
1651 that
1652
1653 -  Is a superset of single-thread program order, and
1654 -  When a *synchronizes-with* ``b``, includes an edge from ``a`` to
1655    ``b``. *Synchronizes-with* pairs are introduced by platform-specific
1656    techniques, like pthread locks, thread creation, thread joining,
1657    etc., and by atomic instructions. (See also :ref:`Atomic Memory Ordering
1658    Constraints <ordering>`).
1659
1660 Note that program order does not introduce *happens-before* edges
1661 between a thread and signals executing inside that thread.
1662
1663 Every (defined) read operation (load instructions, memcpy, atomic
1664 loads/read-modify-writes, etc.) R reads a series of bytes written by
1665 (defined) write operations (store instructions, atomic
1666 stores/read-modify-writes, memcpy, etc.). For the purposes of this
1667 section, initialized globals are considered to have a write of the
1668 initializer which is atomic and happens before any other read or write
1669 of the memory in question. For each byte of a read R, R\ :sub:`byte`
1670 may see any write to the same byte, except:
1671
1672 -  If write\ :sub:`1`  happens before write\ :sub:`2`, and
1673    write\ :sub:`2` happens before R\ :sub:`byte`, then
1674    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`1`.
1675 -  If R\ :sub:`byte` happens before write\ :sub:`3`, then
1676    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`3`.
1677
1678 Given that definition, R\ :sub:`byte` is defined as follows:
1679
1680 -  If R is volatile, the result is target-dependent. (Volatile is
1681    supposed to give guarantees which can support ``sig_atomic_t`` in
1682    C/C++, and may be used for accesses to addresses that do not behave
1683    like normal memory. It does not generally provide cross-thread
1684    synchronization.)
1685 -  Otherwise, if there is no write to the same byte that happens before
1686    R\ :sub:`byte`, R\ :sub:`byte` returns ``undef`` for that byte.
1687 -  Otherwise, if R\ :sub:`byte` may see exactly one write,
1688    R\ :sub:`byte` returns the value written by that write.
1689 -  Otherwise, if R is atomic, and all the writes R\ :sub:`byte` may
1690    see are atomic, it chooses one of the values written. See the :ref:`Atomic
1691    Memory Ordering Constraints <ordering>` section for additional
1692    constraints on how the choice is made.
1693 -  Otherwise R\ :sub:`byte` returns ``undef``.
1694
1695 R returns the value composed of the series of bytes it read. This
1696 implies that some bytes within the value may be ``undef`` **without**
1697 the entire value being ``undef``. Note that this only defines the
1698 semantics of the operation; it doesn't mean that targets will emit more
1699 than one instruction to read the series of bytes.
1700
1701 Note that in cases where none of the atomic intrinsics are used, this
1702 model places only one restriction on IR transformations on top of what
1703 is required for single-threaded execution: introducing a store to a byte
1704 which might not otherwise be stored is not allowed in general.
1705 (Specifically, in the case where another thread might write to and read
1706 from an address, introducing a store can change a load that may see
1707 exactly one write into a load that may see multiple writes.)
1708
1709 .. _ordering:
1710
1711 Atomic Memory Ordering Constraints
1712 ----------------------------------
1713
1714 Atomic instructions (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>`,
1715 :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`, :ref:`fence <i_fence>`,
1716 :ref:`atomic load <i_load>`, and :ref:`atomic store <i_store>`) take
1717 ordering parameters that determine which other atomic instructions on
1718 the same address they *synchronize with*. These semantics are borrowed
1719 from Java and C++0x, but are somewhat more colloquial. If these
1720 descriptions aren't precise enough, check those specs (see spec
1721 references in the :doc:`atomics guide <Atomics>`).
1722 :ref:`fence <i_fence>` instructions treat these orderings somewhat
1723 differently since they don't take an address. See that instruction's
1724 documentation for details.
1725
1726 For a simpler introduction to the ordering constraints, see the
1727 :doc:`Atomics`.
1728
1729 ``unordered``
1730     The set of values that can be read is governed by the happens-before
1731     partial order. A value cannot be read unless some operation wrote
1732     it. This is intended to provide a guarantee strong enough to model
1733     Java's non-volatile shared variables. This ordering cannot be
1734     specified for read-modify-write operations; it is not strong enough
1735     to make them atomic in any interesting way.
1736 ``monotonic``
1737     In addition to the guarantees of ``unordered``, there is a single
1738     total order for modifications by ``monotonic`` operations on each
1739     address. All modification orders must be compatible with the
1740     happens-before order. There is no guarantee that the modification
1741     orders can be combined to a global total order for the whole program
1742     (and this often will not be possible). The read in an atomic
1743     read-modify-write operation (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>` and
1744     :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`) reads the value in the modification
1745     order immediately before the value it writes. If one atomic read
1746     happens before another atomic read of the same address, the later
1747     read must see the same value or a later value in the address's
1748     modification order. This disallows reordering of ``monotonic`` (or
1749     stronger) operations on the same address. If an address is written
1750     ``monotonic``-ally by one thread, and other threads ``monotonic``-ally
1751     read that address repeatedly, the other threads must eventually see
1752     the write. This corresponds to the C++0x/C1x
1753     ``memory_order_relaxed``.
1754 ``acquire``
1755     In addition to the guarantees of ``monotonic``, a
1756     *synchronizes-with* edge may be formed with a ``release`` operation.
1757     This is intended to model C++'s ``memory_order_acquire``.
1758 ``release``
1759     In addition to the guarantees of ``monotonic``, if this operation
1760     writes a value which is subsequently read by an ``acquire``
1761     operation, it *synchronizes-with* that operation. (This isn't a
1762     complete description; see the C++0x definition of a release
1763     sequence.) This corresponds to the C++0x/C1x
1764     ``memory_order_release``.
1765 ``acq_rel`` (acquire+release)
1766     Acts as both an ``acquire`` and ``release`` operation on its
1767     address. This corresponds to the C++0x/C1x ``memory_order_acq_rel``.
1768 ``seq_cst`` (sequentially consistent)
1769     In addition to the guarantees of ``acq_rel`` (``acquire`` for an
1770     operation that only reads, ``release`` for an operation that only
1771     writes), there is a global total order on all
1772     sequentially-consistent operations on all addresses, which is
1773     consistent with the *happens-before* partial order and with the
1774     modification orders of all the affected addresses. Each
1775     sequentially-consistent read sees the last preceding write to the
1776     same address in this global order. This corresponds to the C++0x/C1x
1777     ``memory_order_seq_cst`` and Java volatile.
1778
1779 .. _singlethread:
1780
1781 If an atomic operation is marked ``singlethread``, it only *synchronizes
1782 with* or participates in modification and seq\_cst total orderings with
1783 other operations running in the same thread (for example, in signal
1784 handlers).
1785
1786 .. _fastmath:
1787
1788 Fast-Math Flags
1789 ---------------
1790
1791 LLVM IR floating-point binary ops (:ref:`fadd <i_fadd>`,
1792 :ref:`fsub <i_fsub>`, :ref:`fmul <i_fmul>`, :ref:`fdiv <i_fdiv>`,
1793 :ref:`frem <i_frem>`) have the following flags that can be set to enable
1794 otherwise unsafe floating point operations
1795
1796 ``nnan``
1797    No NaNs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
1798    NaN. Such optimizations are required to retain defined behavior over
1799    NaNs, but the value of the result is undefined.
1800
1801 ``ninf``
1802    No Infs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
1803    +/-Inf. Such optimizations are required to retain defined behavior over
1804    +/-Inf, but the value of the result is undefined.
1805
1806 ``nsz``
1807    No Signed Zeros - Allow optimizations to treat the sign of a zero
1808    argument or result as insignificant.
1809
1810 ``arcp``
1811    Allow Reciprocal - Allow optimizations to use the reciprocal of an
1812    argument rather than perform division.
1813
1814 ``fast``
1815    Fast - Allow algebraically equivalent transformations that may
1816    dramatically change results in floating point (e.g. reassociate). This
1817    flag implies all the others.
1818
1819 .. _uselistorder:
1820
1821 Use-list Order Directives
1822 -------------------------
1823
1824 Use-list directives encode the in-memory order of each use-list, allowing the
1825 order to be recreated.  ``<order-indexes>`` is a comma-separated list of
1826 indexes that are assigned to the referenced value's uses.  The referenced
1827 value's use-list is immediately sorted by these indexes.
1828
1829 Use-list directives may appear at function scope or global scope.  They are not
1830 instructions, and have no effect on the semantics of the IR.  When they're at
1831 function scope, they must appear after the terminator of the final basic block.
1832
1833 If basic blocks have their address taken via ``blockaddress()`` expressions,
1834 ``uselistorder_bb`` can be used to reorder their use-lists from outside their
1835 function's scope.
1836
1837 :Syntax:
1838
1839 ::
1840
1841     uselistorder <ty> <value>, { <order-indexes> }
1842     uselistorder_bb @function, %block { <order-indexes> }
1843
1844 :Examples:
1845
1846 ::
1847
1848     define void @foo(i32 %arg1, i32 %arg2) {
1849     entry:
1850       ; ... instructions ...
1851     bb:
1852       ; ... instructions ...
1853
1854       ; At function scope.
1855       uselistorder i32 %arg1, { 1, 0, 2 }
1856       uselistorder label %bb, { 1, 0 }
1857     }
1858
1859     ; At global scope.
1860     uselistorder i32* @global, { 1, 2, 0 }
1861     uselistorder i32 7, { 1, 0 }
1862     uselistorder i32 (i32) @bar, { 1, 0 }
1863     uselistorder_bb @foo, %bb, { 5, 1, 3, 2, 0, 4 }
1864
1865 .. _typesystem:
1866
1867 Type System
1868 ===========
1869
1870 The LLVM type system is one of the most important features of the
1871 intermediate representation. Being typed enables a number of
1872 optimizations to be performed on the intermediate representation
1873 directly, without having to do extra analyses on the side before the
1874 transformation. A strong type system makes it easier to read the
1875 generated code and enables novel analyses and transformations that are
1876 not feasible to perform on normal three address code representations.
1877
1878 .. _t_void:
1879
1880 Void Type
1881 ---------
1882
1883 :Overview:
1884
1885
1886 The void type does not represent any value and has no size.
1887
1888 :Syntax:
1889
1890
1891 ::
1892
1893       void
1894
1895
1896 .. _t_function:
1897
1898 Function Type
1899 -------------
1900
1901 :Overview:
1902
1903
1904 The function type can be thought of as a function signature. It consists of a
1905 return type and a list of formal parameter types. The return type of a function
1906 type is a void type or first class type --- except for :ref:`label <t_label>`
1907 and :ref:`metadata <t_metadata>` types.
1908
1909 :Syntax:
1910
1911 ::
1912
1913       <returntype> (<parameter list>)
1914
1915 ...where '``<parameter list>``' is a comma-separated list of type
1916 specifiers. Optionally, the parameter list may include a type ``...``, which
1917 indicates that the function takes a variable number of arguments.  Variable
1918 argument functions can access their arguments with the :ref:`variable argument
1919 handling intrinsic <int_varargs>` functions.  '``<returntype>``' is any type
1920 except :ref:`label <t_label>` and :ref:`metadata <t_metadata>`.
1921
1922 :Examples:
1923
1924 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1925 | ``i32 (i32)``                   | function taking an ``i32``, returning an ``i32``                                                                                                                    |
1926 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1927 | ``float (i16, i32 *) *``        | :ref:`Pointer <t_pointer>` to a function that takes an ``i16`` and a :ref:`pointer <t_pointer>` to ``i32``, returning ``float``.                                    |
1928 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1929 | ``i32 (i8*, ...)``              | A vararg function that takes at least one :ref:`pointer <t_pointer>` to ``i8`` (char in C), which returns an integer. This is the signature for ``printf`` in LLVM. |
1930 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1931 | ``{i32, i32} (i32)``            | A function taking an ``i32``, returning a :ref:`structure <t_struct>` containing two ``i32`` values                                                                 |
1932 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1933
1934 .. _t_firstclass:
1935
1936 First Class Types
1937 -----------------
1938
1939 The :ref:`first class <t_firstclass>` types are perhaps the most important.
1940 Values of these types are the only ones which can be produced by
1941 instructions.
1942
1943 .. _t_single_value:
1944
1945 Single Value Types
1946 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1947
1948 These are the types that are valid in registers from CodeGen's perspective.
1949
1950 .. _t_integer:
1951
1952 Integer Type
1953 """"""""""""
1954
1955 :Overview:
1956
1957 The integer type is a very simple type that simply specifies an
1958 arbitrary bit width for the integer type desired. Any bit width from 1
1959 bit to 2\ :sup:`23`\ -1 (about 8 million) can be specified.
1960
1961 :Syntax:
1962
1963 ::
1964
1965       iN
1966
1967 The number of bits the integer will occupy is specified by the ``N``
1968 value.
1969
1970 Examples:
1971 *********
1972
1973 +----------------+------------------------------------------------+
1974 | ``i1``         | a single-bit integer.                          |
1975 +----------------+------------------------------------------------+
1976 | ``i32``        | a 32-bit integer.                              |
1977 +----------------+------------------------------------------------+
1978 | ``i1942652``   | a really big integer of over 1 million bits.   |
1979 +----------------+------------------------------------------------+
1980
1981 .. _t_floating:
1982
1983 Floating Point Types
1984 """"""""""""""""""""
1985
1986 .. list-table::
1987    :header-rows: 1
1988
1989    * - Type
1990      - Description
1991
1992    * - ``half``
1993      - 16-bit floating point value
1994
1995    * - ``float``
1996      - 32-bit floating point value
1997
1998    * - ``double``
1999      - 64-bit floating point value
2000
2001    * - ``fp128``
2002      - 128-bit floating point value (112-bit mantissa)
2003
2004    * - ``x86_fp80``
2005      -  80-bit floating point value (X87)
2006
2007    * - ``ppc_fp128``
2008      - 128-bit floating point value (two 64-bits)
2009
2010 X86_mmx Type
2011 """"""""""""
2012
2013 :Overview:
2014
2015 The x86_mmx type represents a value held in an MMX register on an x86
2016 machine. The operations allowed on it are quite limited: parameters and
2017 return values, load and store, and bitcast. User-specified MMX
2018 instructions are represented as intrinsic or asm calls with arguments
2019 and/or results of this type. There are no arrays, vectors or constants
2020 of this type.
2021
2022 :Syntax:
2023
2024 ::
2025
2026       x86_mmx
2027
2028
2029 .. _t_pointer:
2030
2031 Pointer Type
2032 """"""""""""
2033
2034 :Overview:
2035
2036 The pointer type is used to specify memory locations. Pointers are
2037 commonly used to reference objects in memory.
2038
2039 Pointer types may have an optional address space attribute defining the
2040 numbered address space where the pointed-to object resides. The default
2041 address space is number zero. The semantics of non-zero address spaces
2042 are target-specific.
2043
2044 Note that LLVM does not permit pointers to void (``void*``) nor does it
2045 permit pointers to labels (``label*``). Use ``i8*`` instead.
2046
2047 :Syntax:
2048
2049 ::
2050
2051       <type> *
2052
2053 :Examples:
2054
2055 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2056 | ``[4 x i32]*``          | A :ref:`pointer <t_pointer>` to :ref:`array <t_array>` of four ``i32`` values.                               |
2057 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2058 | ``i32 (i32*) *``        | A :ref:`pointer <t_pointer>` to a :ref:`function <t_function>` that takes an ``i32*``, returning an ``i32``. |
2059 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2060 | ``i32 addrspace(5)*``   | A :ref:`pointer <t_pointer>` to an ``i32`` value that resides in address space #5.                           |
2061 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2062
2063 .. _t_vector:
2064
2065 Vector Type
2066 """""""""""
2067
2068 :Overview:
2069
2070 A vector type is a simple derived type that represents a vector of
2071 elements. Vector types are used when multiple primitive data are
2072 operated in parallel using a single instruction (SIMD). A vector type
2073 requires a size (number of elements) and an underlying primitive data
2074 type. Vector types are considered :ref:`first class <t_firstclass>`.
2075
2076 :Syntax:
2077
2078 ::
2079
2080       < <# elements> x <elementtype> >
2081
2082 The number of elements is a constant integer value larger than 0;
2083 elementtype may be any integer, floating point or pointer type. Vectors
2084 of size zero are not allowed.
2085
2086 :Examples:
2087
2088 +-------------------+--------------------------------------------------+
2089 | ``<4 x i32>``     | Vector of 4 32-bit integer values.               |
2090 +-------------------+--------------------------------------------------+
2091 | ``<8 x float>``   | Vector of 8 32-bit floating-point values.        |
2092 +-------------------+--------------------------------------------------+
2093 | ``<2 x i64>``     | Vector of 2 64-bit integer values.               |
2094 +-------------------+--------------------------------------------------+
2095 | ``<4 x i64*>``    | Vector of 4 pointers to 64-bit integer values.   |
2096 +-------------------+--------------------------------------------------+
2097
2098 .. _t_label:
2099
2100 Label Type
2101 ^^^^^^^^^^
2102
2103 :Overview:
2104
2105 The label type represents code labels.
2106
2107 :Syntax:
2108
2109 ::
2110
2111       label
2112
2113 .. _t_metadata:
2114
2115 Metadata Type
2116 ^^^^^^^^^^^^^
2117
2118 :Overview:
2119
2120 The metadata type represents embedded metadata. No derived types may be
2121 created from metadata except for :ref:`function <t_function>` arguments.
2122
2123 :Syntax:
2124
2125 ::
2126
2127       metadata
2128
2129 .. _t_aggregate:
2130
2131 Aggregate Types
2132 ^^^^^^^^^^^^^^^
2133
2134 Aggregate Types are a subset of derived types that can contain multiple
2135 member types. :ref:`Arrays <t_array>` and :ref:`structs <t_struct>` are
2136 aggregate types. :ref:`Vectors <t_vector>` are not considered to be
2137 aggregate types.
2138
2139 .. _t_array:
2140
2141 Array Type
2142 """"""""""
2143
2144 :Overview:
2145
2146 The array type is a very simple derived type that arranges elements
2147 sequentially in memory. The array type requires a size (number of
2148 elements) and an underlying data type.
2149
2150 :Syntax:
2151
2152 ::
2153
2154       [<# elements> x <elementtype>]
2155
2156 The number of elements is a constant integer value; ``elementtype`` may
2157 be any type with a size.
2158
2159 :Examples:
2160
2161 +------------------+--------------------------------------+
2162 | ``[40 x i32]``   | Array of 40 32-bit integer values.   |
2163 +------------------+--------------------------------------+
2164 | ``[41 x i32]``   | Array of 41 32-bit integer values.   |
2165 +------------------+--------------------------------------+
2166 | ``[4 x i8]``     | Array of 4 8-bit integer values.     |
2167 +------------------+--------------------------------------+
2168
2169 Here are some examples of multidimensional arrays:
2170
2171 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2172 | ``[3 x [4 x i32]]``         | 3x4 array of 32-bit integer values.                      |
2173 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2174 | ``[12 x [10 x float]]``     | 12x10 array of single precision floating point values.   |
2175 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2176 | ``[2 x [3 x [4 x i16]]]``   | 2x3x4 array of 16-bit integer values.                    |
2177 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2178
2179 There is no restriction on indexing beyond the end of the array implied
2180 by a static type (though there are restrictions on indexing beyond the
2181 bounds of an allocated object in some cases). This means that
2182 single-dimension 'variable sized array' addressing can be implemented in
2183 LLVM with a zero length array type. An implementation of 'pascal style
2184 arrays' in LLVM could use the type "``{ i32, [0 x float]}``", for
2185 example.
2186
2187 .. _t_struct:
2188
2189 Structure Type
2190 """"""""""""""
2191
2192 :Overview:
2193
2194 The structure type is used to represent a collection of data members
2195 together in memory. The elements of a structure may be any type that has
2196 a size.
2197
2198 Structures in memory are accessed using '``load``' and '``store``' by
2199 getting a pointer to a field with the '``getelementptr``' instruction.
2200 Structures in registers are accessed using the '``extractvalue``' and
2201 '``insertvalue``' instructions.
2202
2203 Structures may optionally be "packed" structures, which indicate that
2204 the alignment of the struct is one byte, and that there is no padding
2205 between the elements. In non-packed structs, padding between field types
2206 is inserted as defined by the DataLayout string in the module, which is
2207 required to match what the underlying code generator expects.
2208
2209 Structures can either be "literal" or "identified". A literal structure
2210 is defined inline with other types (e.g. ``{i32, i32}*``) whereas
2211 identified types are always defined at the top level with a name.
2212 Literal types are uniqued by their contents and can never be recursive
2213 or opaque since there is no way to write one. Identified types can be
2214 recursive, can be opaqued, and are never uniqued.
2215
2216 :Syntax:
2217
2218 ::
2219
2220       %T1 = type { <type list> }     ; Identified normal struct type
2221       %T2 = type <{ <type list> }>   ; Identified packed struct type
2222
2223 :Examples:
2224
2225 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2226 | ``{ i32, i32, i32 }``        | A triple of three ``i32`` values                                                                                                                                                      |
2227 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2228 | ``{ float, i32 (i32) * }``   | A pair, where the first element is a ``float`` and the second element is a :ref:`pointer <t_pointer>` to a :ref:`function <t_function>` that takes an ``i32``, returning an ``i32``.  |
2229 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2230 | ``<{ i8, i32 }>``            | A packed struct known to be 5 bytes in size.                                                                                                                                          |
2231 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2232
2233 .. _t_opaque:
2234
2235 Opaque Structure Types
2236 """"""""""""""""""""""
2237
2238 :Overview:
2239
2240 Opaque structure types are used to represent named structure types that
2241 do not have a body specified. This corresponds (for example) to the C
2242 notion of a forward declared structure.
2243
2244 :Syntax:
2245
2246 ::
2247
2248       %X = type opaque
2249       %52 = type opaque
2250
2251 :Examples:
2252
2253 +--------------+-------------------+
2254 | ``opaque``   | An opaque type.   |
2255 +--------------+-------------------+
2256
2257 .. _constants:
2258
2259 Constants
2260 =========
2261
2262 LLVM has several different basic types of constants. This section
2263 describes them all and their syntax.
2264
2265 Simple Constants
2266 ----------------
2267
2268 **Boolean constants**
2269     The two strings '``true``' and '``false``' are both valid constants
2270     of the ``i1`` type.
2271 **Integer constants**
2272     Standard integers (such as '4') are constants of the
2273     :ref:`integer <t_integer>` type. Negative numbers may be used with
2274     integer types.
2275 **Floating point constants**
2276     Floating point constants use standard decimal notation (e.g.
2277     123.421), exponential notation (e.g. 1.23421e+2), or a more precise
2278     hexadecimal notation (see below). The assembler requires the exact
2279     decimal value of a floating-point constant. For example, the
2280     assembler accepts 1.25 but rejects 1.3 because 1.3 is a repeating
2281     decimal in binary. Floating point constants must have a :ref:`floating
2282     point <t_floating>` type.
2283 **Null pointer constants**
2284     The identifier '``null``' is recognized as a null pointer constant
2285     and must be of :ref:`pointer type <t_pointer>`.
2286
2287 The one non-intuitive notation for constants is the hexadecimal form of
2288 floating point constants. For example, the form
2289 '``double    0x432ff973cafa8000``' is equivalent to (but harder to read
2290 than) '``double 4.5e+15``'. The only time hexadecimal floating point
2291 constants are required (and the only time that they are generated by the
2292 disassembler) is when a floating point constant must be emitted but it
2293 cannot be represented as a decimal floating point number in a reasonable
2294 number of digits. For example, NaN's, infinities, and other special
2295 values are represented in their IEEE hexadecimal format so that assembly
2296 and disassembly do not cause any bits to change in the constants.
2297
2298 When using the hexadecimal form, constants of types half, float, and
2299 double are represented using the 16-digit form shown above (which
2300 matches the IEEE754 representation for double); half and float values
2301 must, however, be exactly representable as IEEE 754 half and single
2302 precision, respectively. Hexadecimal format is always used for long
2303 double, and there are three forms of long double. The 80-bit format used
2304 by x86 is represented as ``0xK`` followed by 20 hexadecimal digits. The
2305 128-bit format used by PowerPC (two adjacent doubles) is represented by
2306 ``0xM`` followed by 32 hexadecimal digits. The IEEE 128-bit format is
2307 represented by ``0xL`` followed by 32 hexadecimal digits. Long doubles
2308 will only work if they match the long double format on your target.
2309 The IEEE 16-bit format (half precision) is represented by ``0xH``
2310 followed by 4 hexadecimal digits. All hexadecimal formats are big-endian
2311 (sign bit at the left).
2312
2313 There are no constants of type x86_mmx.
2314
2315 .. _complexconstants:
2316
2317 Complex Constants
2318 -----------------
2319
2320 Complex constants are a (potentially recursive) combination of simple
2321 constants and smaller complex constants.
2322
2323 **Structure constants**
2324     Structure constants are represented with notation similar to
2325     structure type definitions (a comma separated list of elements,
2326     surrounded by braces (``{}``)). For example:
2327     "``{ i32 4, float 17.0, i32* @G }``", where "``@G``" is declared as
2328     "``@G = external global i32``". Structure constants must have
2329     :ref:`structure type <t_struct>`, and the number and types of elements
2330     must match those specified by the type.
2331 **Array constants**
2332     Array constants are represented with notation similar to array type
2333     definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
2334     square brackets (``[]``)). For example:
2335     "``[ i32 42, i32 11, i32 74 ]``". Array constants must have
2336     :ref:`array type <t_array>`, and the number and types of elements must
2337     match those specified by the type. As a special case, character array
2338     constants may also be represented as a double-quoted string using the ``c``
2339     prefix. For example: "``c"Hello World\0A\00"``".
2340 **Vector constants**
2341     Vector constants are represented with notation similar to vector
2342     type definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
2343     less-than/greater-than's (``<>``)). For example:
2344     "``< i32 42, i32 11, i32 74, i32 100 >``". Vector constants
2345     must have :ref:`vector type <t_vector>`, and the number and types of
2346     elements must match those specified by the type.
2347 **Zero initialization**
2348     The string '``zeroinitializer``' can be used to zero initialize a
2349     value to zero of *any* type, including scalar and
2350     :ref:`aggregate <t_aggregate>` types. This is often used to avoid
2351     having to print large zero initializers (e.g. for large arrays) and
2352     is always exactly equivalent to using explicit zero initializers.
2353 **Metadata node**
2354     A metadata node is a constant tuple without types.  For example:
2355     "``!{!0, !{!2, !0}, !"test"}``".  Metadata can reference constant values,
2356     for example: "``!{!0, i32 0, i8* @global, i64 (i64)* @function, !"str"}``".
2357     Unlike other typed constants that are meant to be interpreted as part of
2358     the instruction stream, metadata is a place to attach additional
2359     information such as debug info.
2360
2361 Global Variable and Function Addresses
2362 --------------------------------------
2363
2364 The addresses of :ref:`global variables <globalvars>` and
2365 :ref:`functions <functionstructure>` are always implicitly valid
2366 (link-time) constants. These constants are explicitly referenced when
2367 the :ref:`identifier for the global <identifiers>` is used and always have
2368 :ref:`pointer <t_pointer>` type. For example, the following is a legal LLVM
2369 file:
2370
2371 .. code-block:: llvm
2372
2373     @X = global i32 17
2374     @Y = global i32 42
2375     @Z = global [2 x i32*] [ i32* @X, i32* @Y ]
2376
2377 .. _undefvalues:
2378
2379 Undefined Values
2380 ----------------
2381
2382 The string '``undef``' can be used anywhere a constant is expected, and
2383 indicates that the user of the value may receive an unspecified
2384 bit-pattern. Undefined values may be of any type (other than '``label``'
2385 or '``void``') and be used anywhere a constant is permitted.
2386
2387 Undefined values are useful because they indicate to the compiler that
2388 the program is well defined no matter what value is used. This gives the
2389 compiler more freedom to optimize. Here are some examples of
2390 (potentially surprising) transformations that are valid (in pseudo IR):
2391
2392 .. code-block:: llvm
2393
2394       %A = add %X, undef
2395       %B = sub %X, undef
2396       %C = xor %X, undef
2397     Safe:
2398       %A = undef
2399       %B = undef
2400       %C = undef
2401
2402 This is safe because all of the output bits are affected by the undef
2403 bits. Any output bit can have a zero or one depending on the input bits.
2404
2405 .. code-block:: llvm
2406
2407       %A = or %X, undef
2408       %B = and %X, undef
2409     Safe:
2410       %A = -1
2411       %B = 0
2412     Unsafe:
2413       %A = undef
2414       %B = undef
2415
2416 These logical operations have bits that are not always affected by the
2417 input. For example, if ``%X`` has a zero bit, then the output of the
2418 '``and``' operation will always be a zero for that bit, no matter what
2419 the corresponding bit from the '``undef``' is. As such, it is unsafe to
2420 optimize or assume that the result of the '``and``' is '``undef``'.
2421 However, it is safe to assume that all bits of the '``undef``' could be
2422 0, and optimize the '``and``' to 0. Likewise, it is safe to assume that
2423 all the bits of the '``undef``' operand to the '``or``' could be set,
2424 allowing the '``or``' to be folded to -1.
2425
2426 .. code-block:: llvm
2427
2428       %A = select undef, %X, %Y
2429       %B = select undef, 42, %Y
2430       %C = select %X, %Y, undef
2431     Safe:
2432       %A = %X     (or %Y)
2433       %B = 42     (or %Y)
2434       %C = %Y
2435     Unsafe:
2436       %A = undef
2437       %B = undef
2438       %C = undef
2439
2440 This set of examples shows that undefined '``select``' (and conditional
2441 branch) conditions can go *either way*, but they have to come from one
2442 of the two operands. In the ``%A`` example, if ``%X`` and ``%Y`` were
2443 both known to have a clear low bit, then ``%A`` would have to have a
2444 cleared low bit. However, in the ``%C`` example, the optimizer is
2445 allowed to assume that the '``undef``' operand could be the same as
2446 ``%Y``, allowing the whole '``select``' to be eliminated.
2447
2448 .. code-block:: llvm
2449
2450       %A = xor undef, undef
2451
2452       %B = undef
2453       %C = xor %B, %B
2454
2455       %D = undef
2456       %E = icmp slt %D, 4
2457       %F = icmp gte %D, 4
2458
2459     Safe:
2460       %A = undef
2461       %B = undef
2462       %C = undef
2463       %D = undef
2464       %E = undef
2465       %F = undef
2466
2467 This example points out that two '``undef``' operands are not
2468 necessarily the same. This can be surprising to people (and also matches
2469 C semantics) where they assume that "``X^X``" is always zero, even if
2470 ``X`` is undefined. This isn't true for a number of reasons, but the
2471 short answer is that an '``undef``' "variable" can arbitrarily change
2472 its value over its "live range". This is true because the variable
2473 doesn't actually *have a live range*. Instead, the value is logically
2474 read from arbitrary registers that happen to be around when needed, so
2475 the value is not necessarily consistent over time. In fact, ``%A`` and
2476 ``%C`` need to have the same semantics or the core LLVM "replace all
2477 uses with" concept would not hold.
2478
2479 .. code-block:: llvm
2480
2481       %A = fdiv undef, %X
2482       %B = fdiv %X, undef
2483     Safe:
2484       %A = undef
2485     b: unreachable
2486
2487 These examples show the crucial difference between an *undefined value*
2488 and *undefined behavior*. An undefined value (like '``undef``') is
2489 allowed to have an arbitrary bit-pattern. This means that the ``%A``
2490 operation can be constant folded to '``undef``', because the '``undef``'
2491 could be an SNaN, and ``fdiv`` is not (currently) defined on SNaN's.
2492 However, in the second example, we can make a more aggressive
2493 assumption: because the ``undef`` is allowed to be an arbitrary value,
2494 we are allowed to assume that it could be zero. Since a divide by zero
2495 has *undefined behavior*, we are allowed to assume that the operation
2496 does not execute at all. This allows us to delete the divide and all
2497 code after it. Because the undefined operation "can't happen", the
2498 optimizer can assume that it occurs in dead code.
2499
2500 .. code-block:: llvm
2501
2502     a:  store undef -> %X
2503     b:  store %X -> undef
2504     Safe:
2505     a: <deleted>
2506     b: unreachable
2507
2508 These examples reiterate the ``fdiv`` example: a store *of* an undefined
2509 value can be assumed to not have any effect; we can assume that the
2510 value is overwritten with bits that happen to match what was already
2511 there. However, a store *to* an undefined location could clobber
2512 arbitrary memory, therefore, it has undefined behavior.
2513
2514 .. _poisonvalues:
2515
2516 Poison Values
2517 -------------
2518
2519 Poison values are similar to :ref:`undef values <undefvalues>`, however
2520 they also represent the fact that an instruction or constant expression
2521 that cannot evoke side effects has nevertheless detected a condition
2522 that results in undefined behavior.
2523
2524 There is currently no way of representing a poison value in the IR; they
2525 only exist when produced by operations such as :ref:`add <i_add>` with
2526 the ``nsw`` flag.
2527
2528 Poison value behavior is defined in terms of value *dependence*:
2529
2530 -  Values other than :ref:`phi <i_phi>` nodes depend on their operands.
2531 -  :ref:`Phi <i_phi>` nodes depend on the operand corresponding to
2532    their dynamic predecessor basic block.
2533 -  Function arguments depend on the corresponding actual argument values
2534    in the dynamic callers of their functions.
2535 -  :ref:`Call <i_call>` instructions depend on the :ref:`ret <i_ret>`
2536    instructions that dynamically transfer control back to them.
2537 -  :ref:`Invoke <i_invoke>` instructions depend on the
2538    :ref:`ret <i_ret>`, :ref:`resume <i_resume>`, or exception-throwing
2539    call instructions that dynamically transfer control back to them.
2540 -  Non-volatile loads and stores depend on the most recent stores to all
2541    of the referenced memory addresses, following the order in the IR
2542    (including loads and stores implied by intrinsics such as
2543    :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`.)
2544 -  An instruction with externally visible side effects depends on the
2545    most recent preceding instruction with externally visible side
2546    effects, following the order in the IR. (This includes :ref:`volatile
2547    operations <volatile>`.)
2548 -  An instruction *control-depends* on a :ref:`terminator
2549    instruction <terminators>` if the terminator instruction has
2550    multiple successors and the instruction is always executed when
2551    control transfers to one of the successors, and may not be executed
2552    when control is transferred to another.
2553 -  Additionally, an instruction also *control-depends* on a terminator
2554    instruction if the set of instructions it otherwise depends on would
2555    be different if the terminator had transferred control to a different
2556    successor.
2557 -  Dependence is transitive.
2558
2559 Poison values have the same behavior as :ref:`undef values <undefvalues>`,
2560 with the additional effect that any instruction that has a *dependence*
2561 on a poison value has undefined behavior.
2562
2563 Here are some examples:
2564
2565 .. code-block:: llvm
2566
2567     entry:
2568       %poison = sub nuw i32 0, 1           ; Results in a poison value.
2569       %still_poison = and i32 %poison, 0   ; 0, but also poison.
2570       %poison_yet_again = getelementptr i32, i32* @h, i32 %still_poison
2571       store i32 0, i32* %poison_yet_again  ; memory at @h[0] is poisoned
2572
2573       store i32 %poison, i32* @g           ; Poison value stored to memory.
2574       %poison2 = load i32, i32* @g         ; Poison value loaded back from memory.
2575
2576       store volatile i32 %poison, i32* @g  ; External observation; undefined behavior.
2577
2578       %narrowaddr = bitcast i32* @g to i16*
2579       %wideaddr = bitcast i32* @g to i64*
2580       %poison3 = load i16, i16* %narrowaddr ; Returns a poison value.
2581       %poison4 = load i64, i64* %wideaddr  ; Returns a poison value.
2582
2583       %cmp = icmp slt i32 %poison, 0       ; Returns a poison value.
2584       br i1 %cmp, label %true, label %end  ; Branch to either destination.
2585
2586     true:
2587       store volatile i32 0, i32* @g        ; This is control-dependent on %cmp, so
2588                                            ; it has undefined behavior.
2589       br label %end
2590
2591     end:
2592       %p = phi i32 [ 0, %entry ], [ 1, %true ]
2593                                            ; Both edges into this PHI are
2594                                            ; control-dependent on %cmp, so this
2595                                            ; always results in a poison value.
2596
2597       store volatile i32 0, i32* @g        ; This would depend on the store in %true
2598                                            ; if %cmp is true, or the store in %entry
2599                                            ; otherwise, so this is undefined behavior.
2600
2601       br i1 %cmp, label %second_true, label %second_end
2602                                            ; The same branch again, but this time the
2603                                            ; true block doesn't have side effects.
2604
2605     second_true:
2606       ; No side effects!
2607       ret void
2608
2609     second_end:
2610       store volatile i32 0, i32* @g        ; This time, the instruction always depends
2611                                            ; on the store in %end. Also, it is
2612                                            ; control-equivalent to %end, so this is
2613                                            ; well-defined (ignoring earlier undefined
2614                                            ; behavior in this example).
2615
2616 .. _blockaddress:
2617
2618 Addresses of Basic Blocks
2619 -------------------------
2620
2621 ``blockaddress(@function, %block)``
2622
2623 The '``blockaddress``' constant computes the address of the specified
2624 basic block in the specified function, and always has an ``i8*`` type.
2625 Taking the address of the entry block is illegal.
2626
2627 This value only has defined behavior when used as an operand to the
2628 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`' instruction, or for comparisons
2629 against null. Pointer equality tests between labels addresses results in
2630 undefined behavior --- though, again, comparison against null is ok, and
2631 no label is equal to the null pointer. This may be passed around as an
2632 opaque pointer sized value as long as the bits are not inspected. This
2633 allows ``ptrtoint`` and arithmetic to be performed on these values so
2634 long as the original value is reconstituted before the ``indirectbr``
2635 instruction.
2636
2637 Finally, some targets may provide defined semantics when using the value
2638 as the operand to an inline assembly, but that is target specific.
2639
2640 .. _constantexprs:
2641
2642 Constant Expressions
2643 --------------------
2644
2645 Constant expressions are used to allow expressions involving other
2646 constants to be used as constants. Constant expressions may be of any
2647 :ref:`first class <t_firstclass>` type and may involve any LLVM operation
2648 that does not have side effects (e.g. load and call are not supported).
2649 The following is the syntax for constant expressions:
2650
2651 ``trunc (CST to TYPE)``
2652     Truncate a constant to another type. The bit size of CST must be
2653     larger than the bit size of TYPE. Both types must be integers.
2654 ``zext (CST to TYPE)``
2655     Zero extend a constant to another type. The bit size of CST must be
2656     smaller than the bit size of TYPE. Both types must be integers.
2657 ``sext (CST to TYPE)``
2658     Sign extend a constant to another type. The bit size of CST must be
2659     smaller than the bit size of TYPE. Both types must be integers.
2660 ``fptrunc (CST to TYPE)``
2661     Truncate a floating point constant to another floating point type.
2662     The size of CST must be larger than the size of TYPE. Both types
2663     must be floating point.
2664 ``fpext (CST to TYPE)``
2665     Floating point extend a constant to another type. The size of CST
2666     must be smaller or equal to the size of TYPE. Both types must be
2667     floating point.
2668 ``fptoui (CST to TYPE)``
2669     Convert a floating point constant to the corresponding unsigned
2670     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
2671     must be of scalar or vector floating point type. Both CST and TYPE
2672     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
2673     value won't fit in the integer type, the results are undefined.
2674 ``fptosi (CST to TYPE)``
2675     Convert a floating point constant to the corresponding signed
2676     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
2677     must be of scalar or vector floating point type. Both CST and TYPE
2678     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
2679     value won't fit in the integer type, the results are undefined.
2680 ``uitofp (CST to TYPE)``
2681     Convert an unsigned integer constant to the corresponding floating
2682     point constant. TYPE must be a scalar or vector floating point type.
2683     CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
2684     be scalars, or vectors of the same number of elements. If the value
2685     won't fit in the floating point type, the results are undefined.
2686 ``sitofp (CST to TYPE)``
2687     Convert a signed integer constant to the corresponding floating
2688     point constant. TYPE must be a scalar or vector floating point type.
2689     CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
2690     be scalars, or vectors of the same number of elements. If the value
2691     won't fit in the floating point type, the results are undefined.
2692 ``ptrtoint (CST to TYPE)``
2693     Convert a pointer typed constant to the corresponding integer
2694     constant. ``TYPE`` must be an integer type. ``CST`` must be of
2695     pointer type. The ``CST`` value is zero extended, truncated, or
2696     unchanged to make it fit in ``TYPE``.
2697 ``inttoptr (CST to TYPE)``
2698     Convert an integer constant to a pointer constant. TYPE must be a
2699     pointer type. CST must be of integer type. The CST value is zero
2700     extended, truncated, or unchanged to make it fit in a pointer size.
2701     This one is *really* dangerous!
2702 ``bitcast (CST to TYPE)``
2703     Convert a constant, CST, to another TYPE. The constraints of the
2704     operands are the same as those for the :ref:`bitcast
2705     instruction <i_bitcast>`.
2706 ``addrspacecast (CST to TYPE)``
2707     Convert a constant pointer or constant vector of pointer, CST, to another
2708     TYPE in a different address space. The constraints of the operands are the
2709     same as those for the :ref:`addrspacecast instruction <i_addrspacecast>`.
2710 ``getelementptr (CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``, ``getelementptr inbounds (CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``
2711     Perform the :ref:`getelementptr operation <i_getelementptr>` on
2712     constants. As with the :ref:`getelementptr <i_getelementptr>`
2713     instruction, the index list may have zero or more indexes, which are
2714     required to make sense for the type of "CSTPTR".
2715 ``select (COND, VAL1, VAL2)``
2716     Perform the :ref:`select operation <i_select>` on constants.
2717 ``icmp COND (VAL1, VAL2)``
2718     Performs the :ref:`icmp operation <i_icmp>` on constants.
2719 ``fcmp COND (VAL1, VAL2)``
2720     Performs the :ref:`fcmp operation <i_fcmp>` on constants.
2721 ``extractelement (VAL, IDX)``
2722     Perform the :ref:`extractelement operation <i_extractelement>` on
2723     constants.
2724 ``insertelement (VAL, ELT, IDX)``
2725     Perform the :ref:`insertelement operation <i_insertelement>` on
2726     constants.
2727 ``shufflevector (VEC1, VEC2, IDXMASK)``
2728     Perform the :ref:`shufflevector operation <i_shufflevector>` on
2729     constants.
2730 ``extractvalue (VAL, IDX0, IDX1, ...)``
2731     Perform the :ref:`extractvalue operation <i_extractvalue>` on
2732     constants. The index list is interpreted in a similar manner as
2733     indices in a ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At
2734     least one index value must be specified.
2735 ``insertvalue (VAL, ELT, IDX0, IDX1, ...)``
2736     Perform the :ref:`insertvalue operation <i_insertvalue>` on constants.
2737     The index list is interpreted in a similar manner as indices in a
2738     ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At least one index
2739     value must be specified.
2740 ``OPCODE (LHS, RHS)``
2741     Perform the specified operation of the LHS and RHS constants. OPCODE
2742     may be any of the :ref:`binary <binaryops>` or :ref:`bitwise
2743     binary <bitwiseops>` operations. The constraints on operands are
2744     the same as those for the corresponding instruction (e.g. no bitwise
2745     operations on floating point values are allowed).
2746
2747 Other Values
2748 ============
2749
2750 .. _inlineasmexprs:
2751
2752 Inline Assembler Expressions
2753 ----------------------------
2754
2755 LLVM supports inline assembler expressions (as opposed to :ref:`Module-Level
2756 Inline Assembly <moduleasm>`) through the use of a special value. This
2757 value represents the inline assembler as a string (containing the
2758 instructions to emit), a list of operand constraints (stored as a
2759 string), a flag that indicates whether or not the inline asm expression
2760 has side effects, and a flag indicating whether the function containing
2761 the asm needs to align its stack conservatively. An example inline
2762 assembler expression is:
2763
2764 .. code-block:: llvm
2765
2766     i32 (i32) asm "bswap $0", "=r,r"
2767
2768 Inline assembler expressions may **only** be used as the callee operand
2769 of a :ref:`call <i_call>` or an :ref:`invoke <i_invoke>` instruction.
2770 Thus, typically we have:
2771
2772 .. code-block:: llvm
2773
2774     %X = call i32 asm "bswap $0", "=r,r"(i32 %Y)
2775
2776 Inline asms with side effects not visible in the constraint list must be
2777 marked as having side effects. This is done through the use of the
2778 '``sideeffect``' keyword, like so:
2779
2780 .. code-block:: llvm
2781
2782     call void asm sideeffect "eieio", ""()
2783
2784 In some cases inline asms will contain code that will not work unless
2785 the stack is aligned in some way, such as calls or SSE instructions on
2786 x86, yet will not contain code that does that alignment within the asm.
2787 The compiler should make conservative assumptions about what the asm
2788 might contain and should generate its usual stack alignment code in the
2789 prologue if the '``alignstack``' keyword is present:
2790
2791 .. code-block:: llvm
2792
2793     call void asm alignstack "eieio", ""()
2794
2795 Inline asms also support using non-standard assembly dialects. The
2796 assumed dialect is ATT. When the '``inteldialect``' keyword is present,
2797 the inline asm is using the Intel dialect. Currently, ATT and Intel are
2798 the only supported dialects. An example is:
2799
2800 .. code-block:: llvm
2801
2802     call void asm inteldialect "eieio", ""()
2803
2804 If multiple keywords appear the '``sideeffect``' keyword must come
2805 first, the '``alignstack``' keyword second and the '``inteldialect``'
2806 keyword last.
2807
2808 Inline Asm Metadata
2809 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2810
2811 The call instructions that wrap inline asm nodes may have a
2812 "``!srcloc``" MDNode attached to it that contains a list of constant
2813 integers. If present, the code generator will use the integer as the
2814 location cookie value when report errors through the ``LLVMContext``
2815 error reporting mechanisms. This allows a front-end to correlate backend
2816 errors that occur with inline asm back to the source code that produced
2817 it. For example:
2818
2819 .. code-block:: llvm
2820
2821     call void asm sideeffect "something bad", ""(), !srcloc !42
2822     ...
2823     !42 = !{ i32 1234567 }
2824
2825 It is up to the front-end to make sense of the magic numbers it places
2826 in the IR. If the MDNode contains multiple constants, the code generator
2827 will use the one that corresponds to the line of the asm that the error
2828 occurs on.
2829
2830 .. _metadata:
2831
2832 Metadata
2833 ========
2834
2835 LLVM IR allows metadata to be attached to instructions in the program
2836 that can convey extra information about the code to the optimizers and
2837 code generator. One example application of metadata is source-level
2838 debug information. There are two metadata primitives: strings and nodes.
2839
2840 Metadata does not have a type, and is not a value.  If referenced from a
2841 ``call`` instruction, it uses the ``metadata`` type.
2842
2843 All metadata are identified in syntax by a exclamation point ('``!``').
2844
2845 .. _metadata-string:
2846
2847 Metadata Nodes and Metadata Strings
2848 -----------------------------------
2849
2850 A metadata string is a string surrounded by double quotes. It can
2851 contain any character by escaping non-printable characters with
2852 "``\xx``" where "``xx``" is the two digit hex code. For example:
2853 "``!"test\00"``".
2854
2855 Metadata nodes are represented with notation similar to structure
2856 constants (a comma separated list of elements, surrounded by braces and
2857 preceded by an exclamation point). Metadata nodes can have any values as
2858 their operand. For example:
2859
2860 .. code-block:: llvm
2861
2862     !{ !"test\00", i32 10}
2863
2864 Metadata nodes that aren't uniqued use the ``distinct`` keyword. For example:
2865
2866 .. code-block:: llvm
2867
2868     !0 = distinct !{!"test\00", i32 10}
2869
2870 ``distinct`` nodes are useful when nodes shouldn't be merged based on their
2871 content.  They can also occur when transformations cause uniquing collisions
2872 when metadata operands change.
2873
2874 A :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` is a collection of
2875 metadata nodes, which can be looked up in the module symbol table. For
2876 example:
2877
2878 .. code-block:: llvm
2879
2880     !foo = !{!4, !3}
2881
2882 Metadata can be used as function arguments. Here ``llvm.dbg.value``
2883 function is using two metadata arguments:
2884
2885 .. code-block:: llvm
2886
2887     call void @llvm.dbg.value(metadata !24, i64 0, metadata !25)
2888
2889 Metadata can be attached with an instruction. Here metadata ``!21`` is
2890 attached to the ``add`` instruction using the ``!dbg`` identifier:
2891
2892 .. code-block:: llvm
2893
2894     %indvar.next = add i64 %indvar, 1, !dbg !21
2895
2896 More information about specific metadata nodes recognized by the
2897 optimizers and code generator is found below.
2898
2899 Specialized Metadata Nodes
2900 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2901
2902 Specialized metadata nodes are custom data structures in metadata (as opposed
2903 to generic tuples).  Their fields are labelled, and can be specified in any
2904 order.
2905
2906 These aren't inherently debug info centric, but currently all the specialized
2907 metadata nodes are related to debug info.
2908
2909 MDCompileUnit
2910 """""""""""""
2911
2912 ``MDCompileUnit`` nodes represent a compile unit.  The ``enums:``,
2913 ``retainedTypes:``, ``subprograms:``, ``globals:`` and ``imports:`` fields are
2914 tuples containing the debug info to be emitted along with the compile unit,
2915 regardless of code optimizations (some nodes are only emitted if there are
2916 references to them from instructions).
2917
2918 .. code-block:: llvm
2919
2920     !0 = !MDCompileUnit(language: DW_LANG_C99, file: !1, producer: "clang",
2921                         isOptimized: true, flags: "-O2", runtimeVersion: 2,
2922                         splitDebugFilename: "abc.debug", emissionKind: 1,
2923                         enums: !2, retainedTypes: !3, subprograms: !4,
2924                         globals: !5, imports: !6)
2925
2926 MDFile
2927 """"""
2928
2929 ``MDFile`` nodes represent files.  The ``filename:`` can include slashes.
2930
2931 .. code-block:: llvm
2932
2933     !0 = !MDFile(filename: "path/to/file", directory: "/path/to/dir")
2934
2935 .. _MDLocation:
2936
2937 MDBasicType
2938 """""""""""
2939
2940 ``MDBasicType`` nodes represent primitive types.  ``tag:`` defaults to
2941 ``DW_TAG_base_type``.
2942
2943 .. code-block:: llvm
2944
2945     !0 = !MDBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
2946                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
2947     !1 = !MDBasicType(tag: DW_TAG_unspecified_type, name: "decltype(nullptr)")
2948
2949 .. _MDSubroutineType:
2950
2951 MDSubroutineType
2952 """"""""""""""""
2953
2954 ``MDSubroutineType`` nodes represent subroutine types.  Their ``types:`` field
2955 refers to a tuple; the first operand is the return type, while the rest are the
2956 types of the formal arguments in order.  If the first operand is ``null``, that
2957 represents a function with no return value (such as ``void foo() {}`` in C++).
2958
2959 .. code-block:: llvm
2960
2961     !0 = !BasicType(name: "int", size: 32, align: 32, DW_ATE_signed)
2962     !1 = !BasicType(name: "char", size: 8, align: 8, DW_ATE_signed_char)
2963     !2 = !MDSubroutineType(types: !{null, !0, !1}) ; void (int, char)
2964
2965 MDDerivedType
2966 """""""""""""
2967
2968 ``MDDerivedType`` nodes represent types derived from other types, such as
2969 qualified types.
2970
2971 .. code-block:: llvm
2972
2973     !0 = !MDBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
2974                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
2975     !1 = !MDDerivedType(tag: DW_TAG_pointer_type, baseType: !0, size: 32,
2976                         align: 32)
2977
2978 .. _MDCompositeType:
2979
2980 MDCompositeType
2981 """""""""""""""
2982
2983 ``MDCompositeType`` nodes represent types composed of other types, like
2984 structures and unions.  ``elements:`` points to a tuple of the composed types.
2985
2986 If the source language supports ODR, the ``identifier:`` field gives the unique
2987 identifier used for type merging between modules.  When specified, other types
2988 can refer to composite types indirectly via a :ref:`metadata string
2989 <metadata-string>` that matches their identifier.
2990
2991 .. code-block:: llvm
2992
2993     !0 = !MDEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
2994     !1 = !MDEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
2995     !2 = !MDEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
2996     !3 = !MDCompositeType(tag: DW_TAG_enumeration_type, name: "Enum", file: !12,
2997                           line: 2, size: 32, align: 32, identifier: "_M4Enum",
2998                           elements: !{!0, !1, !2})
2999
3000 MDSubrange
3001 """"""""""
3002
3003 ``MDSubrange`` nodes are the elements for ``DW_TAG_array_type`` variants of
3004 :ref:`MDCompositeType`.  ``count: -1`` indicates an empty array.
3005
3006 .. code-block:: llvm
3007
3008     !0 = !MDSubrange(count: 5, lowerBound: 0) ; array counting from 0
3009     !1 = !MDSubrange(count: 5, lowerBound: 1) ; array counting from 1
3010     !2 = !MDSubrange(count: -1) ; empty array.
3011
3012 MDEnumerator
3013 """"""""""""
3014
3015 ``MDEnumerator`` nodes are the elements for ``DW_TAG_enumeration_type``
3016 variants of :ref:`MDCompositeType`.
3017
3018 .. code-block:: llvm
3019
3020     !0 = !MDEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
3021     !1 = !MDEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
3022     !2 = !MDEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
3023
3024 MDTemplateTypeParameter
3025 """""""""""""""""""""""
3026
3027 ``MDTemplateTypeParameter`` nodes represent type parameters to generic source
3028 language constructs.  They are used (optionally) in :ref:`MDCompositeType` and
3029 :ref:`MDSubprogram` ``templateParams:`` fields.
3030
3031 .. code-block:: llvm
3032
3033     !0 = !MDTemplateTypeParameter(name: "Ty", type: !1)
3034
3035 MDTemplateValueParameter
3036 """"""""""""""""""""""""
3037
3038 ``MDTemplateValueParameter`` nodes represent value parameters to generic source
3039 language constructs.  ``tag:`` defaults to ``DW_TAG_template_value_parameter``,
3040 but if specified can also be set to ``DW_TAG_GNU_template_template_param`` or
3041 ``DW_TAG_GNU_template_param_pack``.  They are used (optionally) in
3042 :ref:`MDCompositeType` and :ref:`MDSubprogram` ``templateParams:`` fields.
3043
3044 .. code-block:: llvm
3045
3046     !0 = !MDTemplateValueParameter(name: "Ty", type: !1, value: i32 7)
3047
3048 MDNamespace
3049 """""""""""
3050
3051 ``MDNamespace`` nodes represent namespaces in the source language.
3052
3053 .. code-block:: llvm
3054
3055     !0 = !MDNamespace(name: "myawesomeproject", scope: !1, file: !2, line: 7)
3056
3057 MDGlobalVariable
3058 """"""""""""""""
3059
3060 ``MDGlobalVariable`` nodes represent global variables in the source language.
3061
3062 .. code-block:: llvm
3063
3064     !0 = !MDGlobalVariable(name: "foo", linkageName: "foo", scope: !1,
3065                            file: !2, line: 7, type: !3, isLocal: true,
3066                            isDefinition: false, variable: i32* @foo,
3067                            declaration: !4)
3068
3069 .. _MDSubprogram:
3070
3071 MDSubprogram
3072 """"""""""""
3073
3074 ``MDSubprogram`` nodes represent functions from the source language.  The
3075 ``variables:`` field points at :ref:`variables <MDLocalVariable>` that must be
3076 retained, even if their IR counterparts are optimized out of the IR.  The
3077 ``type:`` field must point at an :ref:`MDSubroutineType`.
3078
3079 .. code-block:: llvm
3080
3081     !0 = !MDSubprogram(name: "foo", linkageName: "_Zfoov", scope: !1,
3082                        file: !2, line: 7, type: !3, isLocal: true,
3083                        isDefinition: false, scopeLine: 8, containingType: !4,
3084                        virtuality: DW_VIRTUALITY_pure_virtual, virtualIndex: 10,
3085                        flags: DIFlagPrototyped, isOptimized: true,
3086                        function: void ()* @_Z3foov,
3087                        templateParams: !5, declaration: !6, variables: !7)
3088
3089 .. _MDLexicalBlock:
3090
3091 MDLexicalBlock
3092 """"""""""""""
3093
3094 ``MDLexicalBlock`` nodes represent lexical blocks in the source language (a
3095 scope).
3096
3097 .. code-block:: llvm
3098
3099     !0 = !MDLexicalBlock(scope: !1, file: !2, line: 7, column: 35)
3100
3101 .. _MDLexicalBlockFile:
3102
3103 MDLexicalBlockFile
3104 """"""""""""""""""
3105
3106 ``MDLexicalBlockFile`` nodes are used to discriminate between sections of a
3107 :ref:`lexical block <MDLexicalBlock>`.  The ``file:`` field can be changed to
3108 indicate textual inclusion, or the ``discriminator:`` field can be used to
3109 discriminate between control flow within a single block in the source language.
3110
3111 .. code-block:: llvm
3112
3113     !0 = !MDLexicalBlock(scope: !3, file: !4, line: 7, column: 35)
3114     !1 = !MDLexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 0)
3115     !2 = !MDLexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 1)
3116
3117 MDLocation
3118 """"""""""
3119
3120 ``MDLocation`` nodes represent source debug locations.  The ``scope:`` field is
3121 mandatory, and points at an :ref:`MDLexicalBlockFile`, an
3122 :ref:`MDLexicalBlock`, or an :ref:`MDSubprogram`.
3123
3124 .. code-block:: llvm
3125
3126     !0 = !MDLocation(line: 2900, column: 42, scope: !1, inlinedAt: !2)
3127
3128 .. _MDLocalVariable:
3129
3130 MDLocalVariable
3131 """""""""""""""
3132
3133 ``MDLocalVariable`` nodes represent local variables in the source language.
3134 Instead of ``DW_TAG_variable``, they use LLVM-specific fake tags to
3135 discriminate between local variables (``DW_TAG_auto_variable``) and subprogram
3136 arguments (``DW_TAG_arg_variable``).  In the latter case, the ``arg:`` field
3137 specifies the argument position, and this variable will be included in the
3138 ``variables:`` field of its :ref:`MDSubprogram`.
3139
3140 If set, the ``inlinedAt:`` field points at an :ref:`MDLocation`, and the
3141 variable represents an inlined version of a variable (with all other fields
3142 duplicated from the non-inlined version).
3143
3144 .. code-block:: llvm
3145
3146     !0 = !MDLocalVariable(tag: DW_TAG_arg_variable, name: "this", arg: 0,
3147                           scope: !3, file: !2, line: 7, type: !3,
3148                           flags: DIFlagArtificial, inlinedAt: !4)
3149     !1 = !MDLocalVariable(tag: DW_TAG_arg_variable, name: "x", arg: 1,
3150                           scope: !4, file: !2, line: 7, type: !3,
3151                           inlinedAt: !6)
3152     !1 = !MDLocalVariable(tag: DW_TAG_auto_variable, name: "y",
3153                           scope: !5, file: !2, line: 7, type: !3,
3154                           inlinedAt: !6)
3155
3156 MDExpression
3157 """"""""""""
3158
3159 ``MDExpression`` nodes represent DWARF expression sequences.  They are used in
3160 :ref:`debug intrinsics<dbg_intrinsics>` (such as ``llvm.dbg.declare``) to
3161 describe how the referenced LLVM variable relates to the source language
3162 variable.
3163
3164 The current supported vocabulary is limited:
3165
3166 - ``DW_OP_deref`` dereferences the working expression.
3167 - ``DW_OP_plus, 93`` adds ``93`` to the working expression.
3168 - ``DW_OP_bit_piece, 16, 8`` specifies the offset and size (``16`` and ``8``
3169   here, respectively) of the variable piece from the working expression.
3170
3171 .. code-block:: llvm
3172
3173     !0 = !MDExpression(DW_OP_deref)
3174     !1 = !MDExpression(DW_OP_plus, 3)
3175     !2 = !MDExpression(DW_OP_bit_piece, 3, 7)
3176     !3 = !MDExpression(DW_OP_deref, DW_OP_plus, 3, DW_OP_bit_piece, 3, 7)
3177
3178 MDObjCProperty
3179 """"""""""""""
3180
3181 ``MDObjCProperty`` nodes represent Objective-C property nodes.
3182
3183 .. code-block:: llvm
3184
3185     !3 = !MDObjCProperty(name: "foo", file: !1, line: 7, setter: "setFoo",
3186                          getter: "getFoo", attributes: 7, type: !2)
3187
3188 MDImportedEntity
3189 """"""""""""""""
3190
3191 ``MDImportedEntity`` nodes represent entities (such as modules) imported into a
3192 compile unit.
3193
3194 .. code-block:: llvm
3195
3196    !2 = !MDImportedEntity(tag: DW_TAG_imported_module, name: "foo", scope: !0,
3197                           entity: !1, line: 7)
3198
3199 '``tbaa``' Metadata
3200 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3201
3202 In LLVM IR, memory does not have types, so LLVM's own type system is not
3203 suitable for doing TBAA. Instead, metadata is added to the IR to
3204 describe a type system of a higher level language. This can be used to
3205 implement typical C/C++ TBAA, but it can also be used to implement
3206 custom alias analysis behavior for other languages.
3207
3208 The current metadata format is very simple. TBAA metadata nodes have up
3209 to three fields, e.g.:
3210
3211 .. code-block:: llvm
3212
3213     !0 = !{ !"an example type tree" }
3214     !1 = !{ !"int", !0 }
3215     !2 = !{ !"float", !0 }
3216     !3 = !{ !"const float", !2, i64 1 }
3217
3218 The first field is an identity field. It can be any value, usually a
3219 metadata string, which uniquely identifies the type. The most important
3220 name in the tree is the name of the root node. Two trees with different
3221 root node names are entirely disjoint, even if they have leaves with
3222 common names.
3223
3224 The second field identifies the type's parent node in the tree, or is
3225 null or omitted for a root node. A type is considered to alias all of
3226 its descendants and all of its ancestors in the tree. Also, a type is
3227 considered to alias all types in other trees, so that bitcode produced
3228 from multiple front-ends is handled conservatively.
3229
3230 If the third field is present, it's an integer which if equal to 1
3231 indicates that the type is "constant" (meaning
3232 ``pointsToConstantMemory`` should return true; see `other useful
3233 AliasAnalysis methods <AliasAnalysis.html#OtherItfs>`_).
3234
3235 '``tbaa.struct``' Metadata
3236 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3237
3238 The :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>` is often used to implement
3239 aggregate assignment operations in C and similar languages, however it
3240 is defined to copy a contiguous region of memory, which is more than
3241 strictly necessary for aggregate types which contain holes due to
3242 padding. Also, it doesn't contain any TBAA information about the fields
3243 of the aggregate.
3244
3245 ``!tbaa.struct`` metadata can describe which memory subregions in a
3246 memcpy are padding and what the TBAA tags of the struct are.
3247
3248 The current metadata format is very simple. ``!tbaa.struct`` metadata
3249 nodes are a list of operands which are in conceptual groups of three.
3250 For each group of three, the first operand gives the byte offset of a
3251 field in bytes, the second gives its size in bytes, and the third gives
3252 its tbaa tag. e.g.:
3253
3254 .. code-block:: llvm
3255
3256     !4 = !{ i64 0, i64 4, !1, i64 8, i64 4, !2 }
3257
3258 This describes a struct with two fields. The first is at offset 0 bytes
3259 with size 4 bytes, and has tbaa tag !1. The second is at offset 8 bytes
3260 and has size 4 bytes and has tbaa tag !2.
3261
3262 Note that the fields need not be contiguous. In this example, there is a
3263 4 byte gap between the two fields. This gap represents padding which
3264 does not carry useful data and need not be preserved.
3265
3266 '``noalias``' and '``alias.scope``' Metadata
3267 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3268
3269 ``noalias`` and ``alias.scope`` metadata provide the ability to specify generic
3270 noalias memory-access sets. This means that some collection of memory access
3271 instructions (loads, stores, memory-accessing calls, etc.) that carry
3272 ``noalias`` metadata can specifically be specified not to alias with some other
3273 collection of memory access instructions that carry ``alias.scope`` metadata.
3274 Each type of metadata specifies a list of scopes where each scope has an id and
3275 a domain. When evaluating an aliasing query, if for some some domain, the set
3276 of scopes with that domain in one instruction's ``alias.scope`` list is a
3277 subset of (or equal to) the set of scopes for that domain in another
3278 instruction's ``noalias`` list, then the two memory accesses are assumed not to
3279 alias.
3280
3281 The metadata identifying each domain is itself a list containing one or two
3282 entries. The first entry is the name of the domain. Note that if the name is a
3283 string then it can be combined accross functions and translation units. A
3284 self-reference can be used to create globally unique domain names. A
3285 descriptive string may optionally be provided as a second list entry.
3286
3287 The metadata identifying each scope is also itself a list containing two or
3288 three entries. The first entry is the name of the scope. Note that if the name
3289 is a string then it can be combined accross functions and translation units. A
3290 self-reference can be used to create globally unique scope names. A metadata
3291 reference to the scope's domain is the second entry. A descriptive string may
3292 optionally be provided as a third list entry.
3293
3294 For example,
3295
3296 .. code-block:: llvm
3297
3298     ; Two scope domains:
3299     !0 = !{!0}
3300     !1 = !{!1}
3301
3302     ; Some scopes in these domains:
3303     !2 = !{!2, !0}
3304     !3 = !{!3, !0}
3305     !4 = !{!4, !1}
3306
3307     ; Some scope lists:
3308     !5 = !{!4} ; A list containing only scope !4
3309     !6 = !{!4, !3, !2}
3310     !7 = !{!3}
3311
3312     ; These two instructions don't alias:
3313     %0 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
3314     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !5
3315
3316     ; These two instructions also don't alias (for domain !1, the set of scopes
3317     ; in the !alias.scope equals that in the !noalias list):
3318     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
3319     store float %2, float* %arrayidx.i2, align 4, !noalias !6
3320
3321     ; These two instructions don't alias (for domain !0, the set of scopes in
3322     ; the !noalias list is not a superset of, or equal to, the scopes in the
3323     ; !alias.scope list):
3324     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !6
3325     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !7
3326
3327 '``fpmath``' Metadata
3328 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3329
3330 ``fpmath`` metadata may be attached to any instruction of floating point
3331 type. It can be used to express the maximum acceptable error in the
3332 result of that instruction, in ULPs, thus potentially allowing the
3333 compiler to use a more efficient but less accurate method of computing
3334 it. ULP is defined as follows:
3335
3336     If ``x`` is a real number that lies between two finite consecutive
3337     floating-point numbers ``a`` and ``b``, without being equal to one
3338     of them, then ``ulp(x) = |b - a|``, otherwise ``ulp(x)`` is the
3339     distance between the two non-equal finite floating-point numbers
3340     nearest ``x``. Moreover, ``ulp(NaN)`` is ``NaN``.
3341
3342 The metadata node shall consist of a single positive floating point
3343 number representing the maximum relative error, for example:
3344
3345 .. code-block:: llvm
3346
3347     !0 = !{ float 2.5 } ; maximum acceptable inaccuracy is 2.5 ULPs
3348
3349 .. _range-metadata:
3350
3351 '``range``' Metadata
3352 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3353
3354 ``range`` metadata may be attached only to ``load``, ``call`` and ``invoke`` of
3355 integer types. It expresses the possible ranges the loaded value or the value
3356 returned by the called function at this call site is in. The ranges are
3357 represented with a flattened list of integers. The loaded value or the value
3358 returned is known to be in the union of the ranges defined by each consecutive
3359 pair. Each pair has the following properties:
3360
3361 -  The type must match the type loaded by the instruction.
3362 -  The pair ``a,b`` represents the range ``[a,b)``.
3363 -  Both ``a`` and ``b`` are constants.
3364 -  The range is allowed to wrap.
3365 -  The range should not represent the full or empty set. That is,
3366    ``a!=b``.
3367
3368 In addition, the pairs must be in signed order of the lower bound and
3369 they must be non-contiguous.
3370
3371 Examples:
3372
3373 .. code-block:: llvm
3374
3375       %a = load i8, i8* %x, align 1, !range !0 ; Can only be 0 or 1
3376       %b = load i8, i8* %y, align 1, !range !1 ; Can only be 255 (-1), 0 or 1
3377       %c = call i8 @foo(),       !range !2 ; Can only be 0, 1, 3, 4 or 5
3378       %d = invoke i8 @bar() to label %cont
3379              unwind label %lpad, !range !3 ; Can only be -2, -1, 3, 4 or 5
3380     ...
3381     !0 = !{ i8 0, i8 2 }
3382     !1 = !{ i8 255, i8 2 }
3383     !2 = !{ i8 0, i8 2, i8 3, i8 6 }
3384     !3 = !{ i8 -2, i8 0, i8 3, i8 6 }
3385
3386 '``llvm.loop``'
3387 ^^^^^^^^^^^^^^^
3388
3389 It is sometimes useful to attach information to loop constructs. Currently,
3390 loop metadata is implemented as metadata attached to the branch instruction
3391 in the loop latch block. This type of metadata refer to a metadata node that is
3392 guaranteed to be separate for each loop. The loop identifier metadata is
3393 specified with the name ``llvm.loop``.
3394
3395 The loop identifier metadata is implemented using a metadata that refers to
3396 itself to avoid merging it with any other identifier metadata, e.g.,
3397 during module linkage or function inlining. That is, each loop should refer
3398 to their own identification metadata even if they reside in separate functions.
3399 The following example contains loop identifier metadata for two separate loop
3400 constructs:
3401
3402 .. code-block:: llvm
3403
3404     !0 = !{!0}
3405     !1 = !{!1}
3406
3407 The loop identifier metadata can be used to specify additional
3408 per-loop metadata. Any operands after the first operand can be treated
3409 as user-defined metadata. For example the ``llvm.loop.unroll.count``
3410 suggests an unroll factor to the loop unroller:
3411
3412 .. code-block:: llvm
3413
3414       br i1 %exitcond, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !0
3415     ...
3416     !0 = !{!0, !1}
3417     !1 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
3418
3419 '``llvm.loop.vectorize``' and '``llvm.loop.interleave``'
3420 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3421
3422 Metadata prefixed with ``llvm.loop.vectorize`` or ``llvm.loop.interleave`` are
3423 used to control per-loop vectorization and interleaving parameters such as
3424 vectorization width and interleave count.  These metadata should be used in
3425 conjunction with ``llvm.loop`` loop identification metadata.  The
3426 ``llvm.loop.vectorize`` and ``llvm.loop.interleave`` metadata are only
3427 optimization hints and the optimizer will only interleave and vectorize loops if
3428 it believes it is safe to do so.  The ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata
3429 which contains information about loop-carried memory dependencies can be helpful
3430 in determining the safety of these transformations.
3431
3432 '``llvm.loop.interleave.count``' Metadata
3433 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3434
3435 This metadata suggests an interleave count to the loop interleaver.
3436 The first operand is the string ``llvm.loop.interleave.count`` and the
3437 second operand is an integer specifying the interleave count. For
3438 example:
3439
3440 .. code-block:: llvm
3441
3442    !0 = !{!"llvm.loop.interleave.count", i32 4}
3443
3444 Note that setting ``llvm.loop.interleave.count`` to 1 disables interleaving
3445 multiple iterations of the loop.  If ``llvm.loop.interleave.count`` is set to 0
3446 then the interleave count will be determined automatically.
3447
3448 '``llvm.loop.vectorize.enable``' Metadata
3449 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3450
3451 This metadata selectively enables or disables vectorization for the loop. The
3452 first operand is the string ``llvm.loop.vectorize.enable`` and the second operand
3453 is a bit.  If the bit operand value is 1 vectorization is enabled. A value of
3454 0 disables vectorization:
3455
3456 .. code-block:: llvm
3457
3458    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 0}
3459    !1 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 1}
3460
3461 '``llvm.loop.vectorize.width``' Metadata
3462 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3463
3464 This metadata sets the target width of the vectorizer. The first
3465 operand is the string ``llvm.loop.vectorize.width`` and the second
3466 operand is an integer specifying the width. For example:
3467
3468 .. code-block:: llvm
3469
3470    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.width", i32 4}
3471
3472 Note that setting ``llvm.loop.vectorize.width`` to 1 disables
3473 vectorization of the loop.  If ``llvm.loop.vectorize.width`` is set to
3474 0 or if the loop does not have this metadata the width will be
3475 determined automatically.
3476
3477 '``llvm.loop.unroll``'
3478 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3479
3480 Metadata prefixed with ``llvm.loop.unroll`` are loop unrolling
3481 optimization hints such as the unroll factor. ``llvm.loop.unroll``
3482 metadata should be used in conjunction with ``llvm.loop`` loop
3483 identification metadata. The ``llvm.loop.unroll`` metadata are only
3484 optimization hints and the unrolling will only be performed if the
3485 optimizer believes it is safe to do so.
3486
3487 '``llvm.loop.unroll.count``' Metadata
3488 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3489
3490 This metadata suggests an unroll factor to the loop unroller. The
3491 first operand is the string ``llvm.loop.unroll.count`` and the second
3492 operand is a positive integer specifying the unroll factor. For
3493 example:
3494
3495 .. code-block:: llvm
3496
3497    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
3498
3499 If the trip count of the loop is less than the unroll count the loop
3500 will be partially unrolled.
3501
3502 '``llvm.loop.unroll.disable``' Metadata
3503 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3504
3505 This metadata either disables loop unrolling. The metadata has a single operand
3506 which is the string ``llvm.loop.unroll.disable``.  For example:
3507
3508 .. code-block:: llvm
3509
3510    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}
3511
3512 '``llvm.loop.unroll.full``' Metadata
3513 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3514
3515 This metadata either suggests that the loop should be unrolled fully. The
3516 metadata has a single operand which is the string ``llvm.loop.unroll.disable``.
3517 For example:
3518
3519 .. code-block:: llvm
3520
3521    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.full"}
3522
3523 '``llvm.mem``'
3524 ^^^^^^^^^^^^^^^
3525
3526 Metadata types used to annotate memory accesses with information helpful
3527 for optimizations are prefixed with ``llvm.mem``.
3528
3529 '``llvm.mem.parallel_loop_access``' Metadata
3530 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3531
3532 The ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata refers to a loop identifier, 
3533 or metadata containing a list of loop identifiers for nested loops. 
3534 The metadata is attached to memory accessing instructions and denotes that 
3535 no loop carried memory dependence exist between it and other instructions denoted 
3536 with the same loop identifier.
3537
3538 Precisely, given two instructions ``m1`` and ``m2`` that both have the 
3539 ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata, with ``L1`` and ``L2`` being the 
3540 set of loops associated with that metadata, respectively, then there is no loop 
3541 carried dependence between ``m1`` and ``m2`` for loops in both ``L1`` and 
3542 ``L2``.
3543
3544 As a special case, if all memory accessing instructions in a loop have 
3545 ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata that refers to that loop, then the 
3546 loop has no loop carried memory dependences and is considered to be a parallel 
3547 loop.  
3548
3549 Note that if not all memory access instructions have such metadata referring to 
3550 the loop, then the loop is considered not being trivially parallel. Additional 
3551 memory dependence analysis is required to make that determination.  As a fail 
3552 safe mechanism, this causes loops that were originally parallel to be considered 
3553 sequential (if optimization passes that are unaware of the parallel semantics 
3554 insert new memory instructions into the loop body).
3555
3556 Example of a loop that is considered parallel due to its correct use of
3557 both ``llvm.loop`` and ``llvm.mem.parallel_loop_access``
3558 metadata types that refer to the same loop identifier metadata.
3559
3560 .. code-block:: llvm
3561
3562    for.body:
3563      ...
3564      %val0 = load i32, i32* %arrayidx, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
3565      ...
3566      store i32 %val0, i32* %arrayidx1, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
3567      ...
3568      br i1 %exitcond, label %for.end, label %for.body, !llvm.loop !0
3569
3570    for.end:
3571    ...
3572    !0 = !{!0}
3573
3574 It is also possible to have nested parallel loops. In that case the
3575 memory accesses refer to a list of loop identifier metadata nodes instead of
3576 the loop identifier metadata node directly:
3577
3578 .. code-block:: llvm
3579
3580    outer.for.body:
3581      ...
3582      %val1 = load i32, i32* %arrayidx3, !llvm.mem.parallel_loop_access !2
3583      ...
3584      br label %inner.for.body
3585
3586    inner.for.body:
3587      ...
3588      %val0 = load i32, i32* %arrayidx1, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
3589      ...
3590      store i32 %val0, i32* %arrayidx2, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
3591      ...
3592      br i1 %exitcond, label %inner.for.end, label %inner.for.body, !llvm.loop !1
3593
3594    inner.for.end:
3595      ...
3596      store i32 %val1, i32* %arrayidx4, !llvm.mem.parallel_loop_access !2
3597      ...
3598      br i1 %exitcond, label %outer.for.end, label %outer.for.body, !llvm.loop !2
3599
3600    outer.for.end:                                          ; preds = %for.body
3601    ...
3602    !0 = !{!1, !2} ; a list of loop identifiers
3603    !1 = !{!1} ; an identifier for the inner loop
3604    !2 = !{!2} ; an identifier for the outer loop
3605
3606 '``llvm.bitsets``'
3607 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3608
3609 The ``llvm.bitsets`` global metadata is used to implement
3610 :doc:`bitsets <BitSets>`.
3611
3612 Module Flags Metadata
3613 =====================
3614
3615 Information about the module as a whole is difficult to convey to LLVM's
3616 subsystems. The LLVM IR isn't sufficient to transmit this information.
3617 The ``llvm.module.flags`` named metadata exists in order to facilitate
3618 this. These flags are in the form of key / value pairs --- much like a
3619 dictionary --- making it easy for any subsystem who cares about a flag to
3620 look it up.
3621
3622 The ``llvm.module.flags`` metadata contains a list of metadata triplets.
3623 Each triplet has the following form:
3624
3625 -  The first element is a *behavior* flag, which specifies the behavior
3626    when two (or more) modules are merged together, and it encounters two
3627    (or more) metadata with the same ID. The supported behaviors are
3628    described below.
3629 -  The second element is a metadata string that is a unique ID for the
3630    metadata. Each module may only have one flag entry for each unique ID (not
3631    including entries with the **Require** behavior).
3632 -  The third element is the value of the flag.
3633
3634 When two (or more) modules are merged together, the resulting
3635 ``llvm.module.flags`` metadata is the union of the modules' flags. That is, for
3636 each unique metadata ID string, there will be exactly one entry in the merged
3637 modules ``llvm.module.flags`` metadata table, and the value for that entry will
3638 be determined by the merge behavior flag, as described below. The only exception
3639 is that entries with the *Require* behavior are always preserved.
3640
3641 The following behaviors are supported:
3642
3643 .. list-table::
3644    :header-rows: 1
3645    :widths: 10 90
3646
3647    * - Value
3648      - Behavior
3649
3650    * - 1
3651      - **Error**
3652            Emits an error if two values disagree, otherwise the resulting value
3653            is that of the operands.
3654
3655    * - 2
3656      - **Warning**
3657            Emits a warning if two values disagree. The result value will be the
3658            operand for the flag from the first module being linked.
3659
3660    * - 3
3661      - **Require**
3662            Adds a requirement that another module flag be present and have a
3663            specified value after linking is performed. The value must be a
3664            metadata pair, where the first element of the pair is the ID of the
3665            module flag to be restricted, and the second element of the pair is
3666            the value the module flag should be restricted to. This behavior can
3667            be used to restrict the allowable results (via triggering of an
3668            error) of linking IDs with the **Override** behavior.
3669
3670    * - 4
3671      - **Override**
3672            Uses the specified value, regardless of the behavior or value of the
3673            other module. If both modules specify **Override**, but the values
3674            differ, an error will be emitted.
3675
3676    * - 5
3677      - **Append**
3678            Appends the two values, which are required to be metadata nodes.
3679
3680    * - 6
3681      - **AppendUnique**
3682            Appends the two values, which are required to be metadata
3683            nodes. However, duplicate entries in the second list are dropped
3684            during the append operation.
3685
3686 It is an error for a particular unique flag ID to have multiple behaviors,
3687 except in the case of **Require** (which adds restrictions on another metadata
3688 value) or **Override**.
3689
3690 An example of module flags:
3691
3692 .. code-block:: llvm
3693
3694     !0 = !{ i32 1, !"foo", i32 1 }
3695     !1 = !{ i32 4, !"bar", i32 37 }
3696     !2 = !{ i32 2, !"qux", i32 42 }
3697     !3 = !{ i32 3, !"qux",
3698       !{
3699         !"foo", i32 1
3700       }
3701     }
3702     !llvm.module.flags = !{ !0, !1, !2, !3 }
3703
3704 -  Metadata ``!0`` has the ID ``!"foo"`` and the value '1'. The behavior
3705    if two or more ``!"foo"`` flags are seen is to emit an error if their
3706    values are not equal.
3707
3708 -  Metadata ``!1`` has the ID ``!"bar"`` and the value '37'. The
3709    behavior if two or more ``!"bar"`` flags are seen is to use the value
3710    '37'.
3711
3712 -  Metadata ``!2`` has the ID ``!"qux"`` and the value '42'. The
3713    behavior if two or more ``!"qux"`` flags are seen is to emit a
3714    warning if their values are not equal.
3715
3716 -  Metadata ``!3`` has the ID ``!"qux"`` and the value:
3717
3718    ::
3719
3720        !{ !"foo", i32 1 }
3721
3722    The behavior is to emit an error if the ``llvm.module.flags`` does not
3723    contain a flag with the ID ``!"foo"`` that has the value '1' after linking is
3724    performed.
3725
3726 Objective-C Garbage Collection Module Flags Metadata
3727 ----------------------------------------------------
3728
3729 On the Mach-O platform, Objective-C stores metadata about garbage
3730 collection in a special section called "image info". The metadata
3731 consists of a version number and a bitmask specifying what types of
3732 garbage collection are supported (if any) by the file. If two or more
3733 modules are linked together their garbage collection metadata needs to
3734 be merged rather than appended together.
3735
3736 The Objective-C garbage collection module flags metadata consists of the
3737 following key-value pairs:
3738
3739 .. list-table::
3740    :header-rows: 1
3741    :widths: 30 70
3742
3743    * - Key
3744      - Value
3745
3746    * - ``Objective-C Version``
3747      - **[Required]** --- The Objective-C ABI version. Valid values are 1 and 2.
3748
3749    * - ``Objective-C Image Info Version``
3750      - **[Required]** --- The version of the image info section. Currently
3751        always 0.
3752
3753    * - ``Objective-C Image Info Section``
3754      - **[Required]** --- The section to place the metadata. Valid values are
3755        ``"__OBJC, __image_info, regular"`` for Objective-C ABI version 1, and
3756        ``"__DATA,__objc_imageinfo, regular, no_dead_strip"`` for
3757        Objective-C ABI version 2.
3758
3759    * - ``Objective-C Garbage Collection``
3760      - **[Required]** --- Specifies whether garbage collection is supported or
3761        not. Valid values are 0, for no garbage collection, and 2, for garbage
3762        collection supported.
3763
3764    * - ``Objective-C GC Only``
3765      - **[Optional]** --- Specifies that only garbage collection is supported.
3766        If present, its value must be 6. This flag requires that the
3767        ``Objective-C Garbage Collection`` flag have the value 2.
3768
3769 Some important flag interactions:
3770
3771 -  If a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 is
3772    merged with a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to
3773    2, then the resulting module has the
3774    ``Objective-C Garbage Collection`` flag set to 0.
3775 -  A module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 cannot be
3776    merged with a module with ``Objective-C GC Only`` set to 6.
3777
3778 Automatic Linker Flags Module Flags Metadata
3779 --------------------------------------------
3780
3781 Some targets support embedding flags to the linker inside individual object
3782 files. Typically this is used in conjunction with language extensions which
3783 allow source files to explicitly declare the libraries they depend on, and have
3784 these automatically be transmitted to the linker via object files.
3785
3786 These flags are encoded in the IR using metadata in the module flags section,
3787 using the ``Linker Options`` key. The merge behavior for this flag is required
3788 to be ``AppendUnique``, and the value for the key is expected to be a metadata
3789 node which should be a list of other metadata nodes, each of which should be a
3790 list of metadata strings defining linker options.
3791
3792 For example, the following metadata section specifies two separate sets of
3793 linker options, presumably to link against ``libz`` and the ``Cocoa``
3794 framework::
3795
3796     !0 = !{ i32 6, !"Linker Options",
3797        !{
3798           !{ !"-lz" },
3799           !{ !"-framework", !"Cocoa" } } }
3800     !llvm.module.flags = !{ !0 }
3801
3802 The metadata encoding as lists of lists of options, as opposed to a collapsed
3803 list of options, is chosen so that the IR encoding can use multiple option
3804 strings to specify e.g., a single library, while still having that specifier be
3805 preserved as an atomic element that can be recognized by a target specific
3806 assembly writer or object file emitter.
3807
3808 Each individual option is required to be either a valid option for the target's
3809 linker, or an option that is reserved by the target specific assembly writer or
3810 object file emitter. No other aspect of these options is defined by the IR.
3811
3812 C type width Module Flags Metadata
3813 ----------------------------------
3814
3815 The ARM backend emits a section into each generated object file describing the
3816 options that it was compiled with (in a compiler-independent way) to prevent
3817 linking incompatible objects, and to allow automatic library selection. Some
3818 of these options are not visible at the IR level, namely wchar_t width and enum
3819 width.
3820
3821 To pass this information to the backend, these options are encoded in module
3822 flags metadata, using the following key-value pairs:
3823
3824 .. list-table::
3825    :header-rows: 1
3826    :widths: 30 70
3827
3828    * - Key
3829      - Value
3830
3831    * - short_wchar
3832      - * 0 --- sizeof(wchar_t) == 4
3833        * 1 --- sizeof(wchar_t) == 2
3834
3835    * - short_enum
3836      - * 0 --- Enums are at least as large as an ``int``.
3837        * 1 --- Enums are stored in the smallest integer type which can
3838          represent all of its values.
3839
3840 For example, the following metadata section specifies that the module was
3841 compiled with a ``wchar_t`` width of 4 bytes, and the underlying type of an
3842 enum is the smallest type which can represent all of its values::
3843
3844     !llvm.module.flags = !{!0, !1}
3845     !0 = !{i32 1, !"short_wchar", i32 1}
3846     !1 = !{i32 1, !"short_enum", i32 0}
3847
3848 .. _intrinsicglobalvariables:
3849
3850 Intrinsic Global Variables
3851 ==========================
3852
3853 LLVM has a number of "magic" global variables that contain data that
3854 affect code generation or other IR semantics. These are documented here.
3855 All globals of this sort should have a section specified as
3856 "``llvm.metadata``". This section and all globals that start with
3857 "``llvm.``" are reserved for use by LLVM.
3858
3859 .. _gv_llvmused:
3860
3861 The '``llvm.used``' Global Variable
3862 -----------------------------------
3863
3864 The ``@llvm.used`` global is an array which has
3865 :ref:`appending linkage <linkage_appending>`. This array contains a list of
3866 pointers to named global variables, functions and aliases which may optionally
3867 have a pointer cast formed of bitcast or getelementptr. For example, a legal
3868 use of it is:
3869
3870 .. code-block:: llvm
3871
3872     @X = global i8 4
3873     @Y = global i32 123
3874
3875     @llvm.used = appending global [2 x i8*] [
3876        i8* @X,
3877        i8* bitcast (i32* @Y to i8*)
3878     ], section "llvm.metadata"
3879
3880 If a symbol appears in the ``@llvm.used`` list, then the compiler, assembler,
3881 and linker are required to treat the symbol as if there is a reference to the
3882 symbol that it cannot see (which is why they have to be named). For example, if
3883 a variable has internal linkage and no references other than that from the
3884 ``@llvm.used`` list, it cannot be deleted. This is commonly used to represent
3885 references from inline asms and other things the compiler cannot "see", and
3886 corresponds to "``attribute((used))``" in GNU C.
3887
3888 On some targets, the code generator must emit a directive to the
3889 assembler or object file to prevent the assembler and linker from
3890 molesting the symbol.
3891
3892 .. _gv_llvmcompilerused:
3893
3894 The '``llvm.compiler.used``' Global Variable
3895 --------------------------------------------
3896
3897 The ``@llvm.compiler.used`` directive is the same as the ``@llvm.used``
3898 directive, except that it only prevents the compiler from touching the
3899 symbol. On targets that support it, this allows an intelligent linker to
3900 optimize references to the symbol without being impeded as it would be
3901 by ``@llvm.used``.
3902
3903 This is a rare construct that should only be used in rare circumstances,
3904 and should not be exposed to source languages.
3905
3906 .. _gv_llvmglobalctors:
3907
3908 The '``llvm.global_ctors``' Global Variable
3909 -------------------------------------------
3910
3911 .. code-block:: llvm
3912
3913     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
3914     @llvm.global_ctors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @ctor, i8* @data }]
3915
3916 The ``@llvm.global_ctors`` array contains a list of constructor
3917 functions, priorities, and an optional associated global or function.
3918 The functions referenced by this array will be called in ascending order
3919 of priority (i.e. lowest first) when the module is loaded. The order of
3920 functions with the same priority is not defined.
3921
3922 If the third field is present, non-null, and points to a global variable
3923 or function, the initializer function will only run if the associated
3924 data from the current module is not discarded.
3925
3926 .. _llvmglobaldtors:
3927
3928 The '``llvm.global_dtors``' Global Variable
3929 -------------------------------------------
3930
3931 .. code-block:: llvm
3932
3933     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
3934     @llvm.global_dtors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @dtor, i8* @data }]
3935
3936 The ``@llvm.global_dtors`` array contains a list of destructor
3937 functions, priorities, and an optional associated global or function.
3938 The functions referenced by this array will be called in descending
3939 order of priority (i.e. highest first) when the module is unloaded. The
3940 order of functions with the same priority is not defined.
3941
3942 If the third field is present, non-null, and points to a global variable
3943 or function, the destructor function will only run if the associated
3944 data from the current module is not discarded.
3945
3946 Instruction Reference
3947 =====================
3948
3949 The LLVM instruction set consists of several different classifications
3950 of instructions: :ref:`terminator instructions <terminators>`, :ref:`binary
3951 instructions <binaryops>`, :ref:`bitwise binary
3952 instructions <bitwiseops>`, :ref:`memory instructions <memoryops>`, and
3953 :ref:`other instructions <otherops>`.
3954
3955 .. _terminators:
3956
3957 Terminator Instructions
3958 -----------------------
3959
3960 As mentioned :ref:`previously <functionstructure>`, every basic block in a
3961 program ends with a "Terminator" instruction, which indicates which
3962 block should be executed after the current block is finished. These
3963 terminator instructions typically yield a '``void``' value: they produce
3964 control flow, not values (the one exception being the
3965 ':ref:`invoke <i_invoke>`' instruction).
3966
3967 The terminator instructions are: ':ref:`ret <i_ret>`',
3968 ':ref:`br <i_br>`', ':ref:`switch <i_switch>`',
3969 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`', ':ref:`invoke <i_invoke>`',
3970 ':ref:`resume <i_resume>`', and ':ref:`unreachable <i_unreachable>`'.
3971
3972 .. _i_ret:
3973
3974 '``ret``' Instruction
3975 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3976
3977 Syntax:
3978 """""""
3979
3980 ::
3981
3982       ret <type> <value>       ; Return a value from a non-void function
3983       ret void                 ; Return from void function
3984
3985 Overview:
3986 """""""""
3987
3988 The '``ret``' instruction is used to return control flow (and optionally
3989 a value) from a function back to the caller.
3990
3991 There are two forms of the '``ret``' instruction: one that returns a
3992 value and then causes control flow, and one that just causes control
3993 flow to occur.
3994
3995 Arguments:
3996 """"""""""
3997
3998 The '``ret``' instruction optionally accepts a single argument, the
3999 return value. The type of the return value must be a ':ref:`first
4000 class <t_firstclass>`' type.
4001
4002 A function is not :ref:`well formed <wellformed>` if it it has a non-void
4003 return type and contains a '``ret``' instruction with no return value or
4004 a return value with a type that does not match its type, or if it has a
4005 void return type and contains a '``ret``' instruction with a return
4006 value.
4007
4008 Semantics:
4009 """"""""""
4010
4011 When the '``ret``' instruction is executed, control flow returns back to
4012 the calling function's context. If the caller is a
4013 ":ref:`call <i_call>`" instruction, execution continues at the
4014 instruction after the call. If the caller was an
4015 ":ref:`invoke <i_invoke>`" instruction, execution continues at the
4016 beginning of the "normal" destination block. If the instruction returns
4017 a value, that value shall set the call or invoke instruction's return
4018 value.
4019
4020 Example:
4021 """"""""
4022
4023 .. code-block:: llvm
4024
4025       ret i32 5                       ; Return an integer value of 5
4026       ret void                        ; Return from a void function
4027       ret { i32, i8 } { i32 4, i8 2 } ; Return a struct of values 4 and 2
4028
4029 .. _i_br:
4030
4031 '``br``' Instruction
4032 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4033
4034 Syntax:
4035 """""""
4036
4037 ::
4038
4039       br i1 <cond>, label <iftrue>, label <iffalse>
4040       br label <dest>          ; Unconditional branch
4041
4042 Overview:
4043 """""""""
4044
4045 The '``br``' instruction is used to cause control flow to transfer to a
4046 different basic block in the current function. There are two forms of
4047 this instruction, corresponding to a conditional branch and an
4048 unconditional branch.
4049
4050 Arguments:
4051 """"""""""
4052
4053 The conditional branch form of the '``br``' instruction takes a single
4054 '``i1``' value and two '``label``' values. The unconditional form of the
4055 '``br``' instruction takes a single '``label``' value as a target.
4056
4057 Semantics:
4058 """"""""""
4059
4060 Upon execution of a conditional '``br``' instruction, the '``i1``'
4061 argument is evaluated. If the value is ``true``, control flows to the
4062 '``iftrue``' ``label`` argument. If "cond" is ``false``, control flows
4063 to the '``iffalse``' ``label`` argument.
4064
4065 Example:
4066 """"""""
4067
4068 .. code-block:: llvm
4069
4070     Test:
4071       %cond = icmp eq i32 %a, %b
4072       br i1 %cond, label %IfEqual, label %IfUnequal
4073     IfEqual:
4074       ret i32 1
4075     IfUnequal:
4076       ret i32 0
4077
4078 .. _i_switch:
4079
4080 '``switch``' Instruction
4081 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4082
4083 Syntax:
4084 """""""
4085
4086 ::
4087
4088       switch <intty> <value>, label <defaultdest> [ <intty> <val>, label <dest> ... ]
4089
4090 Overview:
4091 """""""""
4092
4093 The '``switch``' instruction is used to transfer control flow to one of
4094 several different places. It is a generalization of the '``br``'
4095 instruction, allowing a branch to occur to one of many possible
4096 destinations.
4097
4098 Arguments:
4099 """"""""""
4100
4101 The '``switch``' instruction uses three parameters: an integer
4102 comparison value '``value``', a default '``label``' destination, and an
4103 array of pairs of comparison value constants and '``label``'s. The table
4104 is not allowed to contain duplicate constant entries.
4105
4106 Semantics:
4107 """"""""""
4108
4109 The ``switch`` instruction specifies a table of values and destinations.
4110 When the '``switch``' instruction is executed, this table is searched
4111 for the given value. If the value is found, control flow is transferred
4112 to the corresponding destination; otherwise, control flow is transferred
4113 to the default destination.
4114
4115 Implementation:
4116 """""""""""""""
4117
4118 Depending on properties of the target machine and the particular
4119 ``switch`` instruction, this instruction may be code generated in
4120 different ways. For example, it could be generated as a series of
4121 chained conditional branches or with a lookup table.
4122
4123 Example:
4124 """"""""
4125
4126 .. code-block:: llvm
4127
4128      ; Emulate a conditional br instruction
4129      %Val = zext i1 %value to i32
4130      switch i32 %Val, label %truedest [ i32 0, label %falsedest ]
4131
4132      ; Emulate an unconditional br instruction
4133      switch i32 0, label %dest [ ]
4134
4135      ; Implement a jump table:
4136      switch i32 %val, label %otherwise [ i32 0, label %onzero
4137                                          i32 1, label %onone
4138                                          i32 2, label %ontwo ]
4139
4140 .. _i_indirectbr:
4141
4142 '``indirectbr``' Instruction
4143 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4144
4145 Syntax:
4146 """""""
4147
4148 ::
4149
4150       indirectbr <somety>* <address>, [ label <dest1>, label <dest2>, ... ]
4151
4152 Overview:
4153 """""""""
4154
4155 The '``indirectbr``' instruction implements an indirect branch to a
4156 label within the current function, whose address is specified by
4157 "``address``". Address must be derived from a
4158 :ref:`blockaddress <blockaddress>` constant.
4159
4160 Arguments:
4161 """"""""""
4162
4163 The '``address``' argument is the address of the label to jump to. The
4164 rest of the arguments indicate the full set of possible destinations
4165 that the address may point to. Blocks are allowed to occur multiple
4166 times in the destination list, though this isn't particularly useful.
4167
4168 This destination list is required so that dataflow analysis has an
4169 accurate understanding of the CFG.
4170
4171 Semantics:
4172 """"""""""
4173
4174 Control transfers to the block specified in the address argument. All
4175 possible destination blocks must be listed in the label list, otherwise
4176 this instruction has undefined behavior. This implies that jumps to
4177 labels defined in other functions have undefined behavior as well.
4178
4179 Implementation:
4180 """""""""""""""
4181
4182 This is typically implemented with a jump through a register.
4183
4184 Example:
4185 """"""""
4186
4187 .. code-block:: llvm
4188
4189      indirectbr i8* %Addr, [ label %bb1, label %bb2, label %bb3 ]
4190
4191 .. _i_invoke:
4192
4193 '``invoke``' Instruction
4194 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4195
4196 Syntax:
4197 """""""
4198
4199 ::
4200
4201       <result> = invoke [cconv] [ret attrs] <ptr to function ty> <function ptr val>(<function args>) [fn attrs]
4202                     to label <normal label> unwind label <exception label>
4203
4204 Overview:
4205 """""""""
4206
4207 The '``invoke``' instruction causes control to transfer to a specified
4208 function, with the possibility of control flow transfer to either the
4209 '``normal``' label or the '``exception``' label. If the callee function
4210 returns with the "``ret``" instruction, control flow will return to the
4211 "normal" label. If the callee (or any indirect callees) returns via the
4212 ":ref:`resume <i_resume>`" instruction or other exception handling
4213 mechanism, control is interrupted and continued at the dynamically
4214 nearest "exception" label.
4215
4216 The '``exception``' label is a `landing
4217 pad <ExceptionHandling.html#overview>`_ for the exception. As such,
4218 '``exception``' label is required to have the
4219 ":ref:`landingpad <i_landingpad>`" instruction, which contains the
4220 information about the behavior of the program after unwinding happens,
4221 as its first non-PHI instruction. The restrictions on the
4222 "``landingpad``" instruction's tightly couples it to the "``invoke``"
4223 instruction, so that the important information contained within the
4224 "``landingpad``" instruction can't be lost through normal code motion.
4225
4226 Arguments:
4227 """"""""""
4228
4229 This instruction requires several arguments:
4230
4231 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
4232    convention <callingconv>` the call should use. If none is
4233    specified, the call defaults to using C calling conventions.
4234 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
4235    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
4236    are valid here.
4237 #. '``ptr to function ty``': shall be the signature of the pointer to
4238    function value being invoked. In most cases, this is a direct
4239    function invocation, but indirect ``invoke``'s are just as possible,
4240    branching off an arbitrary pointer to function value.
4241 #. '``function ptr val``': An LLVM value containing a pointer to a
4242    function to be invoked.
4243 #. '``function args``': argument list whose types match the function
4244    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
4245    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
4246    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
4247    extra arguments can be specified.
4248 #. '``normal label``': the label reached when the called function
4249    executes a '``ret``' instruction.
4250 #. '``exception label``': the label reached when a callee returns via
4251    the :ref:`resume <i_resume>` instruction or other exception handling
4252    mechanism.
4253 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list. Only
4254    '``noreturn``', '``nounwind``', '``readonly``' and '``readnone``'
4255    attributes are valid here.
4256
4257 Semantics:
4258 """"""""""
4259
4260 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
4261 instruction in most regards. The primary difference is that it
4262 establishes an association with a label, which is used by the runtime
4263 library to unwind the stack.
4264
4265 This instruction is used in languages with destructors to ensure that
4266 proper cleanup is performed in the case of either a ``longjmp`` or a
4267 thrown exception. Additionally, this is important for implementation of
4268 '``catch``' clauses in high-level languages that support them.
4269
4270 For the purposes of the SSA form, the definition of the value returned
4271 by the '``invoke``' instruction is deemed to occur on the edge from the
4272 current block to the "normal" label. If the callee unwinds then no
4273 return value is available.
4274
4275 Example:
4276 """"""""
4277
4278 .. code-block:: llvm
4279
4280       %retval = invoke i32 @Test(i32 15) to label %Continue
4281                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
4282       %retval = invoke coldcc i32 %Testfnptr(i32 15) to label %Continue
4283                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
4284
4285 .. _i_resume:
4286
4287 '``resume``' Instruction
4288 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4289
4290 Syntax:
4291 """""""
4292
4293 ::
4294
4295       resume <type> <value>
4296
4297 Overview:
4298 """""""""
4299
4300 The '``resume``' instruction is a terminator instruction that has no
4301 successors.
4302
4303 Arguments:
4304 """"""""""
4305
4306 The '``resume``' instruction requires one argument, which must have the
4307 same type as the result of any '``landingpad``' instruction in the same
4308 function.
4309
4310 Semantics:
4311 """"""""""
4312
4313 The '``resume``' instruction resumes propagation of an existing
4314 (in-flight) exception whose unwinding was interrupted with a
4315 :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction.
4316
4317 Example:
4318 """"""""
4319
4320 .. code-block:: llvm
4321
4322       resume { i8*, i32 } %exn
4323
4324 .. _i_unreachable:
4325
4326 '``unreachable``' Instruction
4327 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4328
4329 Syntax:
4330 """""""
4331
4332 ::
4333
4334       unreachable
4335
4336 Overview:
4337 """""""""
4338
4339 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics. This
4340 instruction is used to inform the optimizer that a particular portion of
4341 the code is not reachable. This can be used to indicate that the code
4342 after a no-return function cannot be reached, and other facts.
4343
4344 Semantics:
4345 """"""""""
4346
4347 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics.
4348
4349 .. _binaryops:
4350
4351 Binary Operations
4352 -----------------
4353
4354 Binary operators are used to do most of the computation in a program.
4355 They require two operands of the same type, execute an operation on
4356 them, and produce a single value. The operands might represent multiple
4357 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
4358 result value has the same type as its operands.
4359
4360 There are several different binary operators:
4361
4362 .. _i_add:
4363
4364 '``add``' Instruction
4365 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4366
4367 Syntax:
4368 """""""
4369
4370 ::
4371
4372       <result> = add <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
4373       <result> = add nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4374       <result> = add nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4375       <result> = add nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
4376
4377 Overview:
4378 """""""""
4379
4380 The '``add``' instruction returns the sum of its two operands.
4381
4382 Arguments:
4383 """"""""""
4384
4385 The two arguments to the '``add``' instruction must be
4386 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4387 arguments must have identical types.
4388
4389 Semantics:
4390 """"""""""
4391
4392 The value produced is the integer sum of the two operands.
4393
4394 If the sum has unsigned overflow, the result returned is the
4395 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
4396 the result.
4397
4398 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
4399 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
4400
4401 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
4402 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
4403 result value of the ``add`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
4404 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
4405
4406 Example:
4407 """"""""
4408
4409 .. code-block:: llvm
4410
4411       <result> = add i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 + %var
4412
4413 .. _i_fadd:
4414
4415 '``fadd``' Instruction
4416 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4417
4418 Syntax:
4419 """""""
4420
4421 ::
4422
4423       <result> = fadd [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4424
4425 Overview:
4426 """""""""
4427
4428 The '``fadd``' instruction returns the sum of its two operands.
4429
4430 Arguments:
4431 """"""""""
4432
4433 The two arguments to the '``fadd``' instruction must be :ref:`floating
4434 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4435 Both arguments must have identical types.
4436
4437 Semantics:
4438 """"""""""
4439
4440 The value produced is the floating point sum of the two operands. This
4441 instruction can also take any number of :ref:`fast-math flags <fastmath>`,
4442 which are optimization hints to enable otherwise unsafe floating point
4443 optimizations:
4444
4445 Example:
4446 """"""""
4447
4448 .. code-block:: llvm
4449
4450       <result> = fadd float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 + %var
4451
4452 '``sub``' Instruction
4453 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4454
4455 Syntax:
4456 """""""
4457
4458 ::
4459
4460       <result> = sub <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
4461       <result> = sub nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4462       <result> = sub nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4463       <result> = sub nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
4464
4465 Overview:
4466 """""""""
4467
4468 The '``sub``' instruction returns the difference of its two operands.
4469
4470 Note that the '``sub``' instruction is used to represent the '``neg``'
4471 instruction present in most other intermediate representations.
4472
4473 Arguments:
4474 """"""""""
4475
4476 The two arguments to the '``sub``' instruction must be
4477 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4478 arguments must have identical types.
4479
4480 Semantics:
4481 """"""""""
4482
4483 The value produced is the integer difference of the two operands.
4484
4485 If the difference has unsigned overflow, the result returned is the
4486 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
4487 the result.
4488
4489 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
4490 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
4491
4492 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
4493 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
4494 result value of the ``sub`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
4495 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
4496
4497 Example:
4498 """"""""
4499
4500 .. code-block:: llvm
4501
4502       <result> = sub i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 - %var
4503       <result> = sub i32 0, %val          ; yields i32:result = -%var
4504
4505 .. _i_fsub:
4506
4507 '``fsub``' Instruction
4508 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4509
4510 Syntax:
4511 """""""
4512
4513 ::
4514
4515       <result> = fsub [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4516
4517 Overview:
4518 """""""""
4519
4520 The '``fsub``' instruction returns the difference of its two operands.
4521
4522 Note that the '``fsub``' instruction is used to represent the '``fneg``'
4523 instruction present in most other intermediate representations.
4524
4525 Arguments:
4526 """"""""""
4527
4528 The two arguments to the '``fsub``' instruction must be :ref:`floating
4529 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4530 Both arguments must have identical types.
4531
4532 Semantics:
4533 """"""""""
4534
4535 The value produced is the floating point difference of the two operands.
4536 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
4537 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
4538 unsafe floating point optimizations:
4539
4540 Example:
4541 """"""""
4542
4543 .. code-block:: llvm
4544
4545       <result> = fsub float 4.0, %var           ; yields float:result = 4.0 - %var
4546       <result> = fsub float -0.0, %val          ; yields float:result = -%var
4547
4548 '``mul``' Instruction
4549 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4550
4551 Syntax:
4552 """""""
4553
4554 ::
4555
4556       <result> = mul <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
4557       <result> = mul nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4558       <result> = mul nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4559       <result> = mul nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
4560
4561 Overview:
4562 """""""""
4563
4564 The '``mul``' instruction returns the product of its two operands.
4565
4566 Arguments:
4567 """"""""""
4568
4569 The two arguments to the '``mul``' instruction must be
4570 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4571 arguments must have identical types.
4572
4573 Semantics:
4574 """"""""""
4575
4576 The value produced is the integer product of the two operands.
4577
4578 If the result of the multiplication has unsigned overflow, the result
4579 returned is the mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the
4580 bit width of the result.
4581
4582 Because LLVM integers use a two's complement representation, and the
4583 result is the same width as the operands, this instruction returns the
4584 correct result for both signed and unsigned integers. If a full product
4585 (e.g. ``i32`` * ``i32`` -> ``i64``) is needed, the operands should be
4586 sign-extended or zero-extended as appropriate to the width of the full
4587 product.
4588
4589 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
4590 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
4591 result value of the ``mul`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
4592 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
4593
4594 Example:
4595 """"""""
4596
4597 .. code-block:: llvm
4598
4599       <result> = mul i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 * %var
4600
4601 .. _i_fmul:
4602
4603 '``fmul``' Instruction
4604 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4605
4606 Syntax:
4607 """""""
4608
4609 ::
4610
4611       <result> = fmul [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4612
4613 Overview:
4614 """""""""
4615
4616 The '``fmul``' instruction returns the product of its two operands.
4617
4618 Arguments:
4619 """"""""""
4620
4621 The two arguments to the '``fmul``' instruction must be :ref:`floating
4622 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4623 Both arguments must have identical types.
4624
4625 Semantics:
4626 """"""""""
4627
4628 The value produced is the floating point product of the two operands.
4629 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
4630 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
4631 unsafe floating point optimizations:
4632
4633 Example:
4634 """"""""
4635
4636 .. code-block:: llvm
4637
4638       <result> = fmul float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 * %var
4639
4640 '``udiv``' Instruction
4641 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4642
4643 Syntax:
4644 """""""
4645
4646 ::
4647
4648       <result> = udiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
4649       <result> = udiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4650
4651 Overview:
4652 """""""""
4653
4654 The '``udiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
4655
4656 Arguments:
4657 """"""""""
4658
4659 The two arguments to the '``udiv``' instruction must be
4660 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4661 arguments must have identical types.
4662
4663 Semantics:
4664 """"""""""
4665
4666 The value produced is the unsigned integer quotient of the two operands.
4667
4668 Note that unsigned integer division and signed integer division are
4669 distinct operations; for signed integer division, use '``sdiv``'.
4670
4671 Division by zero leads to undefined behavior.
4672
4673 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``udiv`` is
4674 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if %op1 is not a multiple of %op2 (as
4675 such, "((a udiv exact b) mul b) == a").
4676
4677 Example:
4678 """"""""
4679
4680 .. code-block:: llvm
4681
4682       <result> = udiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
4683
4684 '``sdiv``' Instruction
4685 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4686
4687 Syntax:
4688 """""""
4689
4690 ::
4691
4692       <result> = sdiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
4693       <result> = sdiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4694
4695 Overview:
4696 """""""""
4697
4698 The '``sdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
4699
4700 Arguments:
4701 """"""""""
4702
4703 The two arguments to the '``sdiv``' instruction must be
4704 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4705 arguments must have identical types.
4706
4707 Semantics:
4708 """"""""""
4709
4710 The value produced is the signed integer quotient of the two operands
4711 rounded towards zero.
4712
4713 Note that signed integer division and unsigned integer division are
4714 distinct operations; for unsigned integer division, use '``udiv``'.
4715
4716 Division by zero leads to undefined behavior. Overflow also leads to
4717 undefined behavior; this is a rare case, but can occur, for example, by
4718 doing a 32-bit division of -2147483648 by -1.
4719
4720 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``sdiv`` is
4721 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the result would be rounded.
4722
4723 Example:
4724 """"""""
4725
4726 .. code-block:: llvm
4727
4728       <result> = sdiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
4729
4730 .. _i_fdiv:
4731
4732 '``fdiv``' Instruction
4733 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4734
4735 Syntax:
4736 """""""
4737
4738 ::
4739
4740       <result> = fdiv [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4741
4742 Overview:
4743 """""""""
4744
4745 The '``fdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
4746
4747 Arguments:
4748 """"""""""
4749
4750 The two arguments to the '``fdiv``' instruction must be :ref:`floating
4751 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4752 Both arguments must have identical types.
4753
4754 Semantics:
4755 """"""""""
4756
4757 The value produced is the floating point quotient of the two operands.
4758 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
4759 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
4760 unsafe floating point optimizations:
4761
4762 Example:
4763 """"""""
4764
4765 .. code-block:: llvm
4766
4767       <result> = fdiv float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 / %var
4768
4769 '``urem``' Instruction
4770 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4771
4772 Syntax:
4773 """""""
4774
4775 ::
4776
4777       <result> = urem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4778
4779 Overview:
4780 """""""""
4781
4782 The '``urem``' instruction returns the remainder from the unsigned
4783 division of its two arguments.
4784
4785 Arguments:
4786 """"""""""
4787
4788 The two arguments to the '``urem``' instruction must be
4789 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4790 arguments must have identical types.
4791
4792 Semantics:
4793 """"""""""
4794
4795 This instruction returns the unsigned integer *remainder* of a division.
4796 This instruction always performs an unsigned division to get the
4797 remainder.
4798
4799 Note that unsigned integer remainder and signed integer remainder are
4800 distinct operations; for signed integer remainder, use '``srem``'.
4801
4802 Taking the remainder of a division by zero leads to undefined behavior.
4803
4804 Example:
4805 """"""""
4806
4807 .. code-block:: llvm
4808
4809       <result> = urem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
4810
4811 '``srem``' Instruction
4812 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4813
4814 Syntax:
4815 """""""
4816
4817 ::
4818
4819       <result> = srem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4820
4821 Overview:
4822 """""""""
4823
4824 The '``srem``' instruction returns the remainder from the signed
4825 division of its two operands. This instruction can also take
4826 :ref:`vector <t_vector>` versions of the values in which case the elements
4827 must be integers.
4828
4829 Arguments:
4830 """"""""""
4831
4832 The two arguments to the '``srem``' instruction must be
4833 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4834 arguments must have identical types.
4835
4836 Semantics:
4837 """"""""""
4838
4839 This instruction returns the *remainder* of a division (where the result
4840 is either zero or has the same sign as the dividend, ``op1``), not the
4841 *modulo* operator (where the result is either zero or has the same sign
4842 as the divisor, ``op2``) of a value. For more information about the
4843 difference, see `The Math
4844 Forum <http://mathforum.org/dr.math/problems/anne.4.28.99.html>`_. For a
4845 table of how this is implemented in various languages, please see
4846 `Wikipedia: modulo
4847 operation <http://en.wikipedia.org/wiki/Modulo_operation>`_.
4848
4849 Note that signed integer remainder and unsigned integer remainder are
4850 distinct operations; for unsigned integer remainder, use '``urem``'.
4851
4852 Taking the remainder of a division by zero leads to undefined behavior.
4853 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
4854 occur, for example, by taking the remainder of a 32-bit division of
4855 -2147483648 by -1. (The remainder doesn't actually overflow, but this
4856 rule lets srem be implemented using instructions that return both the
4857 result of the division and the remainder.)
4858
4859 Example:
4860 """"""""
4861
4862 .. code-block:: llvm
4863
4864       <result> = srem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
4865
4866 .. _i_frem:
4867
4868 '``frem``' Instruction
4869 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4870
4871 Syntax:
4872 """""""
4873
4874 ::
4875
4876       <result> = frem [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4877
4878 Overview:
4879 """""""""
4880
4881 The '``frem``' instruction returns the remainder from the division of
4882 its two operands.
4883
4884 Arguments:
4885 """"""""""
4886
4887 The two arguments to the '``frem``' instruction must be :ref:`floating
4888 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4889 Both arguments must have identical types.
4890
4891 Semantics:
4892 """"""""""
4893
4894 This instruction returns the *remainder* of a division. The remainder
4895 has the same sign as the dividend. This instruction can also take any
4896 number of :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints
4897 to enable otherwise unsafe floating point optimizations:
4898
4899 Example:
4900 """"""""
4901
4902 .. code-block:: llvm
4903
4904       <result> = frem float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 % %var
4905
4906 .. _bitwiseops:
4907
4908 Bitwise Binary Operations
4909 -------------------------
4910
4911 Bitwise binary operators are used to do various forms of bit-twiddling
4912 in a program. They are generally very efficient instructions and can
4913 commonly be strength reduced from other instructions. They require two
4914 operands of the same type, execute an operation on them, and produce a
4915 single value. The resulting value is the same type as its operands.
4916
4917 '``shl``' Instruction
4918 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4919
4920 Syntax:
4921 """""""
4922
4923 ::
4924
4925       <result> = shl <ty> <op1>, <op2>           ; yields ty:result
4926       <result> = shl nuw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
4927       <result> = shl nsw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
4928       <result> = shl nuw nsw <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4929
4930 Overview:
4931 """""""""
4932
4933 The '``shl``' instruction returns the first operand shifted to the left
4934 a specified number of bits.
4935
4936 Arguments:
4937 """"""""""
4938
4939 Both arguments to the '``shl``' instruction must be the same
4940 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
4941 '``op2``' is treated as an unsigned value.
4942
4943 Semantics:
4944 """"""""""
4945
4946 The value produced is ``op1`` \* 2\ :sup:`op2` mod 2\ :sup:`n`,
4947 where ``n`` is the width of the result. If ``op2`` is (statically or
4948 dynamically) negative or equal to or larger than the number of bits in
4949 ``op1``, the result is undefined. If the arguments are vectors, each
4950 vector element of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount
4951 in ``op2``.
4952
4953 If the ``nuw`` keyword is present, then the shift produces a :ref:`poison
4954 value <poisonvalues>` if it shifts out any non-zero bits. If the
4955 ``nsw`` keyword is present, then the shift produces a :ref:`poison
4956 value <poisonvalues>` if it shifts out any bits that disagree with the
4957 resultant sign bit. As such, NUW/NSW have the same semantics as they
4958 would if the shift were expressed as a mul instruction with the same
4959 nsw/nuw bits in (mul %op1, (shl 1, %op2)).
4960
4961 Example:
4962 """"""""
4963
4964 .. code-block:: llvm
4965
4966       <result> = shl i32 4, %var   ; yields i32: 4 << %var
4967       <result> = shl i32 4, 2      ; yields i32: 16
4968       <result> = shl i32 1, 10     ; yields i32: 1024
4969       <result> = shl i32 1, 32     ; undefined
4970       <result> = shl <2 x i32> < i32 1, i32 1>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 2, i32 4>
4971
4972 '``lshr``' Instruction
4973 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4974
4975 Syntax:
4976 """""""
4977
4978 ::
4979
4980       <result> = lshr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
4981       <result> = lshr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4982
4983 Overview:
4984 """""""""
4985
4986 The '``lshr``' instruction (logical shift right) returns the first
4987 operand shifted to the right a specified number of bits with zero fill.
4988
4989 Arguments:
4990 """"""""""
4991
4992 Both arguments to the '``lshr``' instruction must be the same
4993 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
4994 '``op2``' is treated as an unsigned value.
4995
4996 Semantics:
4997 """"""""""
4998
4999 This instruction always performs a logical shift right operation. The
5000 most significant bits of the result will be filled with zero bits after
5001 the shift. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
5002 than the number of bits in ``op1``, the result is undefined. If the
5003 arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted by the
5004 corresponding shift amount in ``op2``.
5005
5006 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``lshr`` is
5007 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if any of the bits shifted out are
5008 non-zero.
5009
5010 Example:
5011 """"""""
5012
5013 .. code-block:: llvm
5014
5015       <result> = lshr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
5016       <result> = lshr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
5017       <result> = lshr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
5018       <result> = lshr i8 -2, 1   ; yields i8:result = 0x7F
5019       <result> = lshr i32 1, 32  ; undefined
5020       <result> = lshr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 0x7FFFFFFF, i32 1>
5021
5022 '``ashr``' Instruction
5023 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5024
5025 Syntax:
5026 """""""
5027
5028 ::
5029
5030       <result> = ashr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
5031       <result> = ashr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
5032
5033 Overview:
5034 """""""""
5035
5036 The '``ashr``' instruction (arithmetic shift right) returns the first
5037 operand shifted to the right a specified number of bits with sign
5038 extension.
5039
5040 Arguments:
5041 """"""""""
5042
5043 Both arguments to the '``ashr``' instruction must be the same
5044 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
5045 '``op2``' is treated as an unsigned value.
5046
5047 Semantics:
5048 """"""""""
5049
5050 This instruction always performs an arithmetic shift right operation,
5051 The most significant bits of the result will be filled with the sign bit
5052 of ``op1``. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
5053 than the number of bits in ``op1``, the result is undefined. If the
5054 arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted by the
5055 corresponding shift amount in ``op2``.
5056
5057 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``ashr`` is
5058 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if any of the bits shifted out are
5059 non-zero.
5060
5061 Example:
5062 """"""""
5063
5064 .. code-block:: llvm
5065
5066       <result> = ashr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
5067       <result> = ashr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
5068       <result> = ashr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
5069       <result> = ashr i8 -2, 1   ; yields i8:result = -1
5070       <result> = ashr i32 1, 32  ; undefined
5071       <result> = ashr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 3>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 -1, i32 0>
5072
5073 '``and``' Instruction
5074 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5075
5076 Syntax:
5077 """""""
5078
5079 ::
5080
5081       <result> = and <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
5082
5083 Overview:
5084 """""""""
5085
5086 The '``and``' instruction returns the bitwise logical and of its two
5087 operands.
5088
5089 Arguments:
5090 """"""""""
5091
5092 The two arguments to the '``and``' instruction must be
5093 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
5094 arguments must have identical types.
5095
5096 Semantics:
5097 """"""""""
5098
5099 The truth table used for the '``and``' instruction is:
5100
5101 +-----+-----+-----+
5102 | In0 | In1 | Out |
5103 +-----+-----+-----+
5104 |   0 |   0 |   0 |
5105 +-----+-----+-----+
5106 |   0 |   1 |   0 |
5107 +-----+-----+-----+
5108 |   1 |   0 |   0 |
5109 +-----+-----+-----+
5110 |   1 |   1 |   1 |
5111 +-----+-----+-----+
5112
5113 Example:
5114 """"""""
5115
5116 .. code-block:: llvm
5117
5118       <result> = and i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 & %var
5119       <result> = and i32 15, 40          ; yields i32:result = 8
5120       <result> = and i32 4, 8            ; yields i32:result = 0
5121
5122 '``or``' Instruction
5123 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5124
5125 Syntax:
5126 """""""
5127
5128 ::
5129
5130       <result> = or <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
5131
5132 Overview:
5133 """""""""
5134
5135 The '``or``' instruction returns the bitwise logical inclusive or of its
5136 two operands.
5137
5138 Arguments:
5139 """"""""""
5140
5141 The two arguments to the '``or``' instruction must be
5142 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
5143 arguments must have identical types.
5144
5145 Semantics:
5146 """"""""""
5147
5148 The truth table used for the '``or``' instruction is:
5149
5150 +-----+-----+-----+
5151 | In0 | In1 | Out |
5152 +-----+-----+-----+
5153 |   0 |   0 |   0 |
5154 +-----+-----+-----+
5155 |   0 |   1 |   1 |
5156 +-----+-----+-----+
5157 |   1 |   0 |   1 |
5158 +-----+-----+-----+
5159 |   1 |   1 |   1 |
5160 +-----+-----+-----+
5161
5162 Example:
5163 """"""""
5164
5165 ::
5166
5167       <result> = or i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 | %var
5168       <result> = or i32 15, 40          ; yields i32:result = 47
5169       <result> = or i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
5170
5171 '``xor``' Instruction
5172 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5173
5174 Syntax:
5175 """""""
5176
5177 ::
5178
5179       <result> = xor <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
5180
5181 Overview:
5182 """""""""
5183
5184 The '``xor``' instruction returns the bitwise logical exclusive or of
5185 its two operands. The ``xor`` is used to implement the "one's
5186 complement" operation, which is the "~" operator in C.
5187
5188 Arguments:
5189 """"""""""
5190
5191 The two arguments to the '``xor``' instruction must be
5192 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
5193 arguments must have identical types.
5194
5195 Semantics:
5196 """"""""""
5197
5198 The truth table used for the '``xor``' instruction is:
5199
5200 +-----+-----+-----+
5201 | In0 | In1 | Out |
5202 +-----+-----+-----+
5203 |   0 |   0 |   0 |
5204 +-----+-----+-----+
5205 |   0 |   1 |   1 |
5206 +-----+-----+-----+
5207 |   1 |   0 |   1 |
5208 +-----+-----+-----+
5209 |   1 |   1 |   0 |
5210 +-----+-----+-----+
5211
5212 Example:
5213 """"""""
5214
5215 .. code-block:: llvm
5216
5217       <result> = xor i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 ^ %var
5218       <result> = xor i32 15, 40          ; yields i32:result = 39
5219       <result> = xor i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
5220       <result> = xor i32 %V, -1          ; yields i32:result = ~%V
5221
5222 Vector Operations
5223 -----------------
5224
5225 LLVM supports several instructions to represent vector operations in a
5226 target-independent manner. These instructions cover the element-access
5227 and vector-specific operations needed to process vectors effectively.
5228 While LLVM does directly support these vector operations, many
5229 sophisticated algorithms will want to use target-specific intrinsics to
5230 take full advantage of a specific target.
5231
5232 .. _i_extractelement:
5233
5234 '``extractelement``' Instruction
5235 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5236
5237 Syntax:
5238 """""""
5239
5240 ::
5241
5242       <result> = extractelement <n x <ty>> <val>, <ty2> <idx>  ; yields <ty>
5243
5244 Overview:
5245 """""""""
5246
5247 The '``extractelement``' instruction extracts a single scalar element
5248 from a vector at a specified index.
5249
5250 Arguments:
5251 """"""""""
5252
5253 The first operand of an '``extractelement``' instruction is a value of
5254 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is an index indicating
5255 the position from which to extract the element. The index may be a
5256 variable of any integer type.
5257
5258 Semantics:
5259 """"""""""
5260
5261 The result is a scalar of the same type as the element type of ``val``.
5262 Its value is the value at position ``idx`` of ``val``. If ``idx``
5263 exceeds the length of ``val``, the results are undefined.
5264
5265 Example:
5266 """"""""
5267
5268 .. code-block:: llvm
5269
5270       <result> = extractelement <4 x i32> %vec, i32 0    ; yields i32
5271
5272 .. _i_insertelement:
5273
5274 '``insertelement``' Instruction
5275 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5276
5277 Syntax:
5278 """""""
5279
5280 ::
5281
5282       <result> = insertelement <n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, <ty2> <idx>    ; yields <n x <ty>>
5283
5284 Overview:
5285 """""""""
5286
5287 The '``insertelement``' instruction inserts a scalar element into a
5288 vector at a specified index.
5289
5290 Arguments:
5291 """"""""""
5292
5293 The first operand of an '``insertelement``' instruction is a value of
5294 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is a scalar value whose
5295 type must equal the element type of the first operand. The third operand
5296 is an index indicating the position at which to insert the value. The
5297 index may be a variable of any integer type.
5298
5299 Semantics:
5300 """"""""""
5301
5302 The result is a vector of the same type as ``val``. Its element values
5303 are those of ``val`` except at position ``idx``, where it gets the value
5304 ``elt``. If ``idx`` exceeds the length of ``val``, the results are
5305 undefined.
5306
5307 Example:
5308 """"""""
5309
5310 .. code-block:: llvm
5311
5312       <result> = insertelement <4 x i32> %vec, i32 1, i32 0    ; yields <4 x i32>
5313
5314 .. _i_shufflevector:
5315
5316 '``shufflevector``' Instruction
5317 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5318
5319 Syntax:
5320 """""""
5321
5322 ::
5323
5324       <result> = shufflevector <n x <ty>> <v1>, <n x <ty>> <v2>, <m x i32> <mask>    ; yields <m x <ty>>
5325
5326 Overview:
5327 """""""""
5328
5329 The '``shufflevector``' instruction constructs a permutation of elements
5330 from two input vectors, returning a vector with the same element type as
5331 the input and length that is the same as the shuffle mask.
5332
5333 Arguments:
5334 """"""""""
5335
5336 The first two operands of a '``shufflevector``' instruction are vectors
5337 with the same type. The third argument is a shuffle mask whose element
5338 type is always 'i32'. The result of the instruction is a vector whose
5339 length is the same as the shuffle mask and whose element type is the
5340 same as the element type of the first two operands.
5341
5342 The shuffle mask operand is required to be a constant vector with either
5343 constant integer or undef values.
5344
5345 Semantics:
5346 """"""""""
5347
5348 The elements of the two input vectors are numbered from left to right
5349 across both of the vectors. The shuffle mask operand specifies, for each
5350 element of the result vector, which element of the two input vectors the
5351 result element gets. The element selector may be undef (meaning "don't
5352 care") and the second operand may be undef if performing a shuffle from
5353 only one vector.
5354
5355 Example:
5356 """"""""
5357
5358 .. code-block:: llvm
5359
5360       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
5361                               <4 x i32> <i32 0, i32 4, i32 1, i32 5>  ; yields <4 x i32>
5362       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> undef,
5363                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32> - Identity shuffle.
5364       <result> = shufflevector <8 x i32> %v1, <8 x i32> undef,
5365                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32>
5366       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
5367                               <8 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3, i32 4, i32 5, i32 6, i32 7 >  ; yields <8 x i32>
5368
5369 Aggregate Operations
5370 --------------------
5371
5372 LLVM supports several instructions for working with
5373 :ref:`aggregate <t_aggregate>` values.
5374
5375 .. _i_extractvalue:
5376
5377 '``extractvalue``' Instruction
5378 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5379
5380 Syntax:
5381 """""""
5382
5383 ::
5384
5385       <result> = extractvalue <aggregate type> <val>, <idx>{, <idx>}*
5386
5387 Overview:
5388 """""""""
5389
5390 The '``extractvalue``' instruction extracts the value of a member field
5391 from an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
5392
5393 Arguments:
5394 """"""""""
5395
5396 The first operand of an '``extractvalue``' instruction is a value of
5397 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The operands are
5398 constant indices to specify which value to extract in a similar manner
5399 as indices in a '``getelementptr``' instruction.
5400
5401 The major differences to ``getelementptr`` indexing are:
5402
5403 -  Since the value being indexed is not a pointer, the first index is
5404    omitted and assumed to be zero.
5405 -  At least one index must be specified.
5406 -  Not only struct indices but also array indices must be in bounds.
5407
5408 Semantics:
5409 """"""""""
5410
5411 The result is the value at the position in the aggregate specified by
5412 the index operands.
5413
5414 Example:
5415 """"""""
5416
5417 .. code-block:: llvm
5418
5419       <result> = extractvalue {i32, float} %agg, 0    ; yields i32
5420
5421 .. _i_insertvalue:
5422
5423 '``insertvalue``' Instruction
5424 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5425
5426 Syntax:
5427 """""""
5428
5429 ::
5430
5431       <result> = insertvalue <aggregate type> <val>, <ty> <elt>, <idx>{, <idx>}*    ; yields <aggregate type>
5432
5433 Overview:
5434 """""""""
5435
5436 The '``insertvalue``' instruction inserts a value into a member field in
5437 an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
5438
5439 Arguments:
5440 """"""""""
5441
5442 The first operand of an '``insertvalue``' instruction is a value of
5443 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The second operand is
5444 a first-class value to insert. The following operands are constant
5445 indices indicating the position at which to insert the value in a
5446 similar manner as indices in a '``extractvalue``' instruction. The value
5447 to insert must have the same type as the value identified by the
5448 indices.
5449
5450 Semantics:
5451 """"""""""
5452
5453 The result is an aggregate of the same type as ``val``. Its value is
5454 that of ``val`` except that the value at the position specified by the
5455 indices is that of ``elt``.
5456
5457 Example:
5458 """"""""
5459
5460 .. code-block:: llvm
5461
5462       %agg1 = insertvalue {i32, float} undef, i32 1, 0              ; yields {i32 1, float undef}
5463       %agg2 = insertvalue {i32, float} %agg1, float %val, 1         ; yields {i32 1, float %val}
5464       %agg3 = insertvalue {i32, {float}} undef, float %val, 1, 0    ; yields {i32 undef, {float %val}}
5465
5466 .. _memoryops:
5467
5468 Memory Access and Addressing Operations
5469 ---------------------------------------
5470
5471 A key design point of an SSA-based representation is how it represents
5472 memory. In LLVM, no memory locations are in SSA form, which makes things
5473 very simple. This section describes how to read, write, and allocate
5474 memory in LLVM.
5475
5476 .. _i_alloca:
5477
5478 '``alloca``' Instruction
5479 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5480
5481 Syntax:
5482 """""""
5483
5484 ::
5485
5486       <result> = alloca [inalloca] <type> [, <ty> <NumElements>] [, align <alignment>]     ; yields type*:result
5487
5488 Overview:
5489 """""""""
5490
5491 The '``alloca``' instruction allocates memory on the stack frame of the
5492 currently executing function, to be automatically released when this
5493 function returns to its caller. The object is always allocated in the
5494 generic address space (address space zero).
5495
5496 Arguments:
5497 """"""""""
5498
5499 The '``alloca``' instruction allocates ``sizeof(<type>)*NumElements``
5500 bytes of memory on the runtime stack, returning a pointer of the
5501 appropriate type to the program. If "NumElements" is specified, it is
5502 the number of elements allocated, otherwise "NumElements" is defaulted
5503 to be one. If a constant alignment is specified, the value result of the
5504 allocation is guaranteed to be aligned to at least that boundary. The
5505 alignment may not be greater than ``1 << 29``. If not specified, or if
5506 zero, the target can choose to align the allocation on any convenient
5507 boundary compatible with the type.
5508
5509 '``type``' may be any sized type.
5510
5511 Semantics:
5512 """"""""""
5513
5514 Memory is allocated; a pointer is returned. The operation is undefined
5515 if there is insufficient stack space for the allocation. '``alloca``'d
5516 memory is automatically released when the function returns. The
5517 '``alloca``' instruction is commonly used to represent automatic
5518 variables that must have an address available. When the function returns
5519 (either with the ``ret`` or ``resume`` instructions), the memory is
5520 reclaimed. Allocating zero bytes is legal, but the result is undefined.
5521 The order in which memory is allocated (ie., which way the stack grows)
5522 is not specified.
5523
5524 Example:
5525 """"""""
5526
5527 .. code-block:: llvm
5528
5529       %ptr = alloca i32                             ; yields i32*:ptr
5530       %ptr = alloca i32, i32 4                      ; yields i32*:ptr
5531       %ptr = alloca i32, i32 4, align 1024          ; yields i32*:ptr
5532       %ptr = alloca i32, align 1024                 ; yields i32*:ptr
5533
5534 .. _i_load:
5535
5536 '``load``' Instruction
5537 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5538
5539 Syntax:
5540 """""""
5541
5542 ::
5543
5544       <result> = load [volatile] <ty>, <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>][, !invariant.load !<index>][, !nonnull !<index>]
5545       <result> = load atomic [volatile] <ty>* <pointer> [singlethread] <ordering>, align <alignment>
5546       !<index> = !{ i32 1 }
5547
5548 Overview:
5549 """""""""
5550
5551 The '``load``' instruction is used to read from memory.
5552
5553 Arguments:
5554 """"""""""
5555
5556 The argument to the ``load`` instruction specifies the memory address
5557 from which to load. The type specified must be a :ref:`first
5558 class <t_firstclass>` type. If the ``load`` is marked as ``volatile``,
5559 then the optimizer is not allowed to modify the number or order of
5560 execution of this ``load`` with other :ref:`volatile
5561 operations <volatile>`.
5562
5563 If the ``load`` is marked as ``atomic``, it takes an extra
5564 :ref:`ordering <ordering>` and optional ``singlethread`` argument. The
5565 ``release`` and ``acq_rel`` orderings are not valid on ``load``
5566 instructions. Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results
5567 when they may see multiple atomic stores. The type of the pointee must
5568 be an integer type whose bit width is a power of two greater than or
5569 equal to eight and less than or equal to a target-specific size limit.
5570 ``align`` must be explicitly specified on atomic loads, and the load has
5571 undefined behavior if the alignment is not set to a value which is at
5572 least the size in bytes of the pointee. ``!nontemporal`` does not have
5573 any defined semantics for atomic loads.
5574
5575 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
5576 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
5577 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
5578 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
5579 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
5580 alignment results in undefined behavior. Underestimating the alignment
5581 may produce less efficient code. An alignment of 1 is always safe. The
5582 maximum possible alignment is ``1 << 29``.
5583
5584 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single
5585 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one
5586 ``i32`` entry of value 1. The existence of the ``!nontemporal``
5587 metadata on the instruction tells the optimizer and code generator
5588 that this load is not expected to be reused in the cache. The code
5589 generator may select special instructions to save cache bandwidth, such
5590 as the ``MOVNT`` instruction on x86.
5591
5592 The optional ``!invariant.load`` metadata must reference a single
5593 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
5594 entries. The existence of the ``!invariant.load`` metadata on the
5595 instruction tells the optimizer and code generator that the address
5596 operand to this load points to memory which can be assumed unchanged.
5597 Being invariant does not imply that a location is dereferenceable, 
5598 but it does imply that once the location is known dereferenceable 
5599 its value is henceforth unchanging.  
5600
5601 The optional ``!nonnull`` metadata must reference a single
5602 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
5603 entries. The existence of the ``!nonnull`` metadata on the
5604 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to
5605 never be null.  This is analogous to the ''nonnull'' attribute
5606 on parameters and return values.  This metadata can only be applied 
5607 to loads of a pointer type.  
5608
5609 Semantics:
5610 """"""""""
5611
5612 The location of memory pointed to is loaded. If the value being loaded
5613 is of scalar type then the number of bytes read does not exceed the
5614 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
5615 example, loading an ``i24`` reads at most three bytes. When loading a
5616 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
5617 of bytes, the result is undefined if the value was not originally
5618 written using a store of the same type.
5619
5620 Examples:
5621 """""""""
5622
5623 .. code-block:: llvm
5624
5625       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
5626       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
5627       %val = load i32, i32* %ptr                      ; yields i32:val = i32 3
5628
5629 .. _i_store:
5630
5631 '``store``' Instruction
5632 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5633
5634 Syntax:
5635 """""""
5636
5637 ::
5638
5639       store [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>]        ; yields void
5640       store atomic [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer> [singlethread] <ordering>, align <alignment>  ; yields void
5641
5642 Overview:
5643 """""""""
5644
5645 The '``store``' instruction is used to write to memory.
5646
5647 Arguments:
5648 """"""""""
5649
5650 There are two arguments to the ``store`` instruction: a value to store
5651 and an address at which to store it. The type of the ``<pointer>``
5652 operand must be a pointer to the :ref:`first class <t_firstclass>` type of
5653 the ``<value>`` operand. If the ``store`` is marked as ``volatile``,
5654 then the optimizer is not allowed to modify the number or order of
5655 execution of this ``store`` with other :ref:`volatile
5656 operations <volatile>`.
5657
5658 If the ``store`` is marked as ``atomic``, it takes an extra
5659 :ref:`ordering <ordering>` and optional ``singlethread`` argument. The
5660 ``acquire`` and ``acq_rel`` orderings aren't valid on ``store``
5661 instructions. Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results
5662 when they may see multiple atomic stores. The type of the pointee must
5663 be an integer type whose bit width is a power of two greater than or
5664 equal to eight and less than or equal to a target-specific size limit.
5665 ``align`` must be explicitly specified on atomic stores, and the store
5666 has undefined behavior if the alignment is not set to a value which is
5667 at least the size in bytes of the pointee. ``!nontemporal`` does not
5668 have any defined semantics for atomic stores.
5669
5670 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
5671 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
5672 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
5673 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
5674 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
5675 alignment results in undefined behavior. Underestimating the
5676 alignment may produce less efficient code. An alignment of 1 is always
5677 safe. The maximum possible alignment is ``1 << 29``.
5678
5679 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single metadata
5680 name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one ``i32`` entry of
5681 value 1. The existence of the ``!nontemporal`` metadata on the instruction
5682 tells the optimizer and code generator that this load is not expected to
5683 be reused in the cache. The code generator may select special
5684 instructions to save cache bandwidth, such as the MOVNT instruction on
5685 x86.
5686
5687 Semantics:
5688 """"""""""
5689
5690 The contents of memory are updated to contain ``<value>`` at the
5691 location specified by the ``<pointer>`` operand. If ``<value>`` is
5692 of scalar type then the number of bytes written does not exceed the
5693 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
5694 example, storing an ``i24`` writes at most three bytes. When writing a
5695 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
5696 of bytes, it is unspecified what happens to the extra bits that do not
5697 belong to the type, but they will typically be overwritten.
5698
5699 Example:
5700 """"""""
5701
5702 .. code-block:: llvm
5703
5704       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
5705       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
5706       %val = load i32* %ptr                           ; yields i32:val = i32 3
5707
5708 .. _i_fence:
5709
5710 '``fence``' Instruction
5711 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5712
5713 Syntax:
5714 """""""
5715
5716 ::
5717
5718       fence [singlethread] <ordering>                   ; yields void
5719
5720 Overview:
5721 """""""""
5722
5723 The '``fence``' instruction is used to introduce happens-before edges
5724 between operations.
5725
5726 Arguments:
5727 """"""""""
5728
5729 '``fence``' instructions take an :ref:`ordering <ordering>` argument which
5730 defines what *synchronizes-with* edges they add. They can only be given
5731 ``acquire``, ``release``, ``acq_rel``, and ``seq_cst`` orderings.
5732
5733 Semantics:
5734 """"""""""
5735
5736 A fence A which has (at least) ``release`` ordering semantics
5737 *synchronizes with* a fence B with (at least) ``acquire`` ordering
5738 semantics if and only if there exist atomic operations X and Y, both
5739 operating on some atomic object M, such that A is sequenced before X, X
5740 modifies M (either directly or through some side effect of a sequence
5741 headed by X), Y is sequenced before B, and Y observes M. This provides a
5742 *happens-before* dependency between A and B. Rather than an explicit
5743 ``fence``, one (but not both) of the atomic operations X or Y might
5744 provide a ``release`` or ``acquire`` (resp.) ordering constraint and
5745 still *synchronize-with* the explicit ``fence`` and establish the
5746 *happens-before* edge.
5747
5748 A ``fence`` which has ``seq_cst`` ordering, in addition to having both
5749 ``acquire`` and ``release`` semantics specified above, participates in
5750 the global program order of other ``seq_cst`` operations and/or fences.
5751
5752 The optional ":ref:`singlethread <singlethread>`" argument specifies
5753 that the fence only synchronizes with other fences in the same thread.
5754 (This is useful for interacting with signal handlers.)
5755
5756 Example:
5757 """"""""
5758
5759 .. code-block:: llvm
5760
5761       fence acquire                          ; yields void
5762       fence singlethread seq_cst             ; yields void
5763
5764 .. _i_cmpxchg:
5765
5766 '``cmpxchg``' Instruction
5767 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5768
5769 Syntax:
5770 """""""
5771
5772 ::
5773
5774       cmpxchg [weak] [volatile] <ty>* <pointer>, <ty> <cmp>, <ty> <new> [singlethread] <success ordering> <failure ordering> ; yields  { ty, i1 }
5775
5776 Overview:
5777 """""""""
5778
5779 The '``cmpxchg``' instruction is used to atomically modify memory. It
5780 loads a value in memory and compares it to a given value. If they are
5781 equal, it tries to store a new value into the memory.
5782
5783 Arguments:
5784 """"""""""
5785
5786 There are three arguments to the '``cmpxchg``' instruction: an address
5787 to operate on, a value to compare to the value currently be at that
5788 address, and a new value to place at that address if the compared values
5789 are equal. The type of '<cmp>' must be an integer type whose bit width
5790 is a power of two greater than or equal to eight and less than or equal
5791 to a target-specific size limit. '<cmp>' and '<new>' must have the same
5792 type, and the type of '<pointer>' must be a pointer to that type. If the
5793 ``cmpxchg`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not allowed
5794 to modify the number or order of execution of this ``cmpxchg`` with
5795 other :ref:`volatile operations <volatile>`.
5796
5797 The success and failure :ref:`ordering <ordering>` arguments specify how this
5798 ``cmpxchg`` synchronizes with other atomic operations. Both ordering parameters
5799 must be at least ``monotonic``, the ordering constraint on failure must be no
5800 stronger than that on success, and the failure ordering cannot be either
5801 ``release`` or ``acq_rel``.
5802
5803 The optional "``singlethread``" argument declares that the ``cmpxchg``
5804 is only atomic with respect to code (usually signal handlers) running in
5805 the same thread as the ``cmpxchg``. Otherwise the cmpxchg is atomic with
5806 respect to all other code in the system.
5807
5808 The pointer passed into cmpxchg must have alignment greater than or
5809 equal to the size in memory of the operand.
5810
5811 Semantics:
5812 """"""""""
5813
5814 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``' operand
5815 is read and compared to '``<cmp>``'; if the read value is the equal, the
5816 '``<new>``' is written. The original value at the location is returned, together
5817 with a flag indicating success (true) or failure (false).
5818
5819 If the cmpxchg operation is marked as ``weak`` then a spurious failure is
5820 permitted: the operation may not write ``<new>`` even if the comparison
5821 matched.
5822
5823 If the cmpxchg operation is strong (the default), the i1 value is 1 if and only
5824 if the value loaded equals ``cmp``.
5825
5826 A successful ``cmpxchg`` is a read-modify-write instruction for the purpose of
5827 identifying release sequences. A failed ``cmpxchg`` is equivalent to an atomic
5828 load with an ordering parameter determined the second ordering parameter.
5829
5830 Example:
5831 """"""""
5832
5833 .. code-block:: llvm
5834
5835     entry:
5836       %orig = atomic load i32, i32* %ptr unordered                ; yields i32
5837       br label %loop
5838
5839     loop:
5840       %cmp = phi i32 [ %orig, %entry ], [%old, %loop]
5841       %squared = mul i32 %cmp, %cmp
5842       %val_success = cmpxchg i32* %ptr, i32 %cmp, i32 %squared acq_rel monotonic ; yields  { i32, i1 }
5843       %value_loaded = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 0
5844       %success = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 1
5845       br i1 %success, label %done, label %loop
5846
5847     done:
5848       ...
5849
5850 .. _i_atomicrmw:
5851
5852 '``atomicrmw``' Instruction
5853 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5854
5855 Syntax:
5856 """""""
5857
5858 ::
5859
5860       atomicrmw [volatile] <operation> <ty>* <pointer>, <ty> <value> [singlethread] <ordering>                   ; yields ty
5861
5862 Overview:
5863 """""""""
5864
5865 The '``atomicrmw``' instruction is used to atomically modify memory.
5866
5867 Arguments:
5868 """"""""""
5869
5870 There are three arguments to the '``atomicrmw``' instruction: an
5871 operation to apply, an address whose value to modify, an argument to the
5872 operation. The operation must be one of the following keywords:
5873
5874 -  xchg
5875 -  add
5876 -  sub
5877 -  and
5878 -  nand
5879 -  or
5880 -  xor
5881 -  max
5882 -  min
5883 -  umax
5884 -  umin
5885
5886 The type of '<value>' must be an integer type whose bit width is a power
5887 of two greater than or equal to eight and less than or equal to a
5888 target-specific size limit. The type of the '``<pointer>``' operand must
5889 be a pointer to that type. If the ``atomicrmw`` is marked as
5890 ``volatile``, then the optimizer is not allowed to modify the number or
5891 order of execution of this ``atomicrmw`` with other :ref:`volatile
5892 operations <volatile>`.
5893
5894 Semantics:
5895 """"""""""
5896
5897 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``'
5898 operand are atomically read, modified, and written back. The original
5899 value at the location is returned. The modification is specified by the
5900 operation argument:
5901
5902 -  xchg: ``*ptr = val``
5903 -  add: ``*ptr = *ptr + val``
5904 -  sub: ``*ptr = *ptr - val``
5905 -  and: ``*ptr = *ptr & val``
5906 -  nand: ``*ptr = ~(*ptr & val)``
5907 -  or: ``*ptr = *ptr | val``
5908 -  xor: ``*ptr = *ptr ^ val``
5909 -  max: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
5910 -  min: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
5911 -  umax: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using an unsigned
5912    comparison)
5913 -  umin: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using an unsigned
5914    comparison)
5915
5916 Example:
5917 """"""""
5918
5919 .. code-block:: llvm
5920
5921       %old = atomicrmw add i32* %ptr, i32 1 acquire                        ; yields i32
5922
5923 .. _i_getelementptr:
5924
5925 '``getelementptr``' Instruction
5926 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5927
5928 Syntax:
5929 """""""
5930
5931 ::
5932
5933       <result> = getelementptr <ty>, <ty>* <ptrval>{, <ty> <idx>}*
5934       <result> = getelementptr inbounds <ty>, <ty>* <ptrval>{, <ty> <idx>}*
5935       <result> = getelementptr <ty>, <ptr vector> <ptrval>, <vector index type> <idx>
5936
5937 Overview:
5938 """""""""
5939
5940 The '``getelementptr``' instruction is used to get the address of a
5941 subelement of an :ref:`aggregate <t_aggregate>` data structure. It performs
5942 address calculation only and does not access memory.
5943
5944 Arguments:
5945 """"""""""
5946
5947 The first argument is always a type used as the basis for the calculations.
5948 The second argument is always a pointer or a vector of pointers, and is the
5949 base address to start from. The remaining arguments are indices
5950 that indicate which of the elements of the aggregate object are indexed.
5951 The interpretation of each index is dependent on the type being indexed
5952 into. The first index always indexes the pointer value given as the
5953 first argument, the second index indexes a value of the type pointed to
5954 (not necessarily the value directly pointed to, since the first index
5955 can be non-zero), etc. The first type indexed into must be a pointer
5956 value, subsequent types can be arrays, vectors, and structs. Note that
5957 subsequent types being indexed into can never be pointers, since that
5958 would require loading the pointer before continuing calculation.
5959
5960 The type of each index argument depends on the type it is indexing into.
5961 When indexing into a (optionally packed) structure, only ``i32`` integer
5962 **constants** are allowed (when using a vector of indices they must all
5963 be the **same** ``i32`` integer constant). When indexing into an array,
5964 pointer or vector, integers of any width are allowed, and they are not
5965 required to be constant. These integers are treated as signed values
5966 where relevant.
5967
5968 For example, let's consider a C code fragment and how it gets compiled
5969 to LLVM:
5970
5971 .. code-block:: c
5972
5973     struct RT {
5974       char A;
5975       int B[10][20];
5976       char C;
5977     };
5978     struct ST {
5979       int X;
5980       double Y;
5981       struct RT Z;
5982     };
5983
5984     int *foo(struct ST *s) {
5985       return &s[1].Z.B[5][13];
5986     }
5987
5988 The LLVM code generated by Clang is:
5989
5990 .. code-block:: llvm
5991
5992     %struct.RT = type { i8, [10 x [20 x i32]], i8 }
5993     %struct.ST = type { i32, double, %struct.RT }
5994
5995     define i32* @foo(%struct.ST* %s) nounwind uwtable readnone optsize ssp {
5996     entry:
5997       %arrayidx = getelementptr inbounds %struct.ST, %struct.ST* %s, i64 1, i32 2, i32 1, i64 5, i64 13
5998       ret i32* %arrayidx
5999     }
6000
6001 Semantics:
6002 """"""""""
6003
6004 In the example above, the first index is indexing into the
6005 '``%struct.ST*``' type, which is a pointer, yielding a '``%struct.ST``'
6006 = '``{ i32, double, %struct.RT }``' type, a structure. The second index
6007 indexes into the third element of the structure, yielding a
6008 '``%struct.RT``' = '``{ i8 , [10 x [20 x i32]], i8 }``' type, another
6009 structure. The third index indexes into the second element of the
6010 structure, yielding a '``[10 x [20 x i32]]``' type, an array. The two
6011 dimensions of the array are subscripted into, yielding an '``i32``'
6012 type. The '``getelementptr``' instruction returns a pointer to this
6013 element, thus computing a value of '``i32*``' type.
6014
6015 Note that it is perfectly legal to index partially through a structure,
6016 returning a pointer to an inner element. Because of this, the LLVM code
6017 for the given testcase is equivalent to:
6018
6019 .. code-block:: llvm
6020
6021     define i32* @foo(%struct.ST* %s) {
6022       %t1 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %s, i32 1                        ; yields %struct.ST*:%t1
6023       %t2 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %t1, i32 0, i32 2                ; yields %struct.RT*:%t2
6024       %t3 = getelementptr %struct.RT, %struct.RT* %t2, i32 0, i32 1                ; yields [10 x [20 x i32]]*:%t3
6025       %t4 = getelementptr [10 x [20 x i32]], [10 x [20 x i32]]* %t3, i32 0, i32 5  ; yields [20 x i32]*:%t4
6026       %t5 = getelementptr [20 x i32], [20 x i32]* %t4, i32 0, i32 13               ; yields i32*:%t5
6027       ret i32* %t5
6028     }
6029
6030 If the ``inbounds`` keyword is present, the result value of the
6031 ``getelementptr`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the base
6032 pointer is not an *in bounds* address of an allocated object, or if any
6033 of the addresses that would be formed by successive addition of the
6034 offsets implied by the indices to the base address with infinitely
6035 precise signed arithmetic are not an *in bounds* address of that
6036 allocated object. The *in bounds* addresses for an allocated object are
6037 all the addresses that point into the object, plus the address one byte
6038 past the end. In cases where the base is a vector of pointers the
6039 ``inbounds`` keyword applies to each of the computations element-wise.
6040
6041 If the ``inbounds`` keyword is not present, the offsets are added to the
6042 base address with silently-wrapping two's complement arithmetic. If the
6043 offsets have a different width from the pointer, they are sign-extended
6044 or truncated to the width of the pointer. The result value of the
6045 ``getelementptr`` may be outside the object pointed to by the base
6046 pointer. The result value may not necessarily be used to access memory
6047 though, even if it happens to point into allocated storage. See the
6048 :ref:`Pointer Aliasing Rules <pointeraliasing>` section for more
6049 information.
6050
6051 The getelementptr instruction is often confusing. For some more insight
6052 into how it works, see :doc:`the getelementptr FAQ <GetElementPtr>`.
6053
6054 Example:
6055 """"""""
6056
6057 .. code-block:: llvm
6058
6059         ; yields [12 x i8]*:aptr
6060         %aptr = getelementptr {i32, [12 x i8]}, {i32, [12 x i8]}* %saptr, i64 0, i32 1
6061         ; yields i8*:vptr
6062         %vptr = getelementptr {i32, <2 x i8>}, {i32, <2 x i8>}* %svptr, i64 0, i32 1, i32 1
6063         ; yields i8*:eptr
6064         %eptr = getelementptr [12 x i8], [12 x i8]* %aptr, i64 0, i32 1
6065         ; yields i32*:iptr
6066         %iptr = getelementptr [10 x i32], [10 x i32]* @arr, i16 0, i16 0
6067
6068 In cases where the pointer argument is a vector of pointers, each index
6069 must be a vector with the same number of elements. For example:
6070
6071 .. code-block:: llvm
6072
6073      %A = getelementptr i8, <4 x i8*> %ptrs, <4 x i64> %offsets,
6074
6075 Conversion Operations
6076 ---------------------
6077
6078 The instructions in this category are the conversion instructions
6079 (casting) which all take a single operand and a type. They perform
6080 various bit conversions on the operand.
6081
6082 '``trunc .. to``' Instruction
6083 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6084
6085 Syntax:
6086 """""""
6087
6088 ::
6089
6090       <result> = trunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6091
6092 Overview:
6093 """""""""
6094
6095 The '``trunc``' instruction truncates its operand to the type ``ty2``.
6096
6097 Arguments:
6098 """"""""""
6099
6100 The '``trunc``' instruction takes a value to trunc, and a type to trunc
6101 it to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors
6102 of the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
6103 larger than the bit size of the destination type, ``ty2``. Equal sized
6104 types are not allowed.
6105
6106 Semantics:
6107 """"""""""
6108
6109 The '``trunc``' instruction truncates the high order bits in ``value``
6110 and converts the remaining bits to ``ty2``. Since the source size must
6111 be larger than the destination size, ``trunc`` cannot be a *no-op cast*.
6112 It will always truncate bits.
6113
6114 Example:
6115 """"""""
6116
6117 .. code-block:: llvm
6118
6119       %X = trunc i32 257 to i8                        ; yields i8:1
6120       %Y = trunc i32 123 to i1                        ; yields i1:true
6121       %Z = trunc i32 122 to i1                        ; yields i1:false
6122       %W = trunc <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i8> ; yields <i8 8, i8 7>
6123
6124 '``zext .. to``' Instruction
6125 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6126
6127 Syntax:
6128 """""""
6129
6130 ::
6131
6132       <result> = zext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6133
6134 Overview:
6135 """""""""
6136
6137 The '``zext``' instruction zero extends its operand to type ``ty2``.
6138
6139 Arguments:
6140 """"""""""
6141
6142 The '``zext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
6143 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
6144 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
6145 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
6146
6147 Semantics:
6148 """"""""""
6149
6150 The ``zext`` fills the high order bits of the ``value`` with zero bits
6151 until it reaches the size of the destination type, ``ty2``.
6152
6153 When zero extending from i1, the result will always be either 0 or 1.
6154
6155 Example:
6156 """"""""
6157
6158 .. code-block:: llvm
6159
6160       %X = zext i32 257 to i64              ; yields i64:257
6161       %Y = zext i1 true to i32              ; yields i32:1
6162       %Z = zext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
6163
6164 '``sext .. to``' Instruction
6165 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6166
6167 Syntax:
6168 """""""
6169
6170 ::
6171
6172       <result> = sext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6173
6174 Overview:
6175 """""""""
6176
6177 The '``sext``' sign extends ``value`` to the type ``ty2``.
6178
6179 Arguments:
6180 """"""""""
6181
6182 The '``sext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
6183 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
6184 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
6185 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
6186
6187 Semantics:
6188 """"""""""
6189
6190 The '``sext``' instruction performs a sign extension by copying the sign
6191 bit (highest order bit) of the ``value`` until it reaches the bit size
6192 of the type ``ty2``.
6193
6194 When sign extending from i1, the extension always results in -1 or 0.
6195
6196 Example:
6197 """"""""
6198
6199 .. code-block:: llvm
6200
6201       %X = sext i8  -1 to i16              ; yields i16   :65535
6202       %Y = sext i1 true to i32             ; yields i32:-1
6203       %Z = sext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
6204
6205 '``fptrunc .. to``' Instruction
6206 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6207
6208 Syntax:
6209 """""""
6210
6211 ::
6212
6213       <result> = fptrunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6214
6215 Overview:
6216 """""""""
6217
6218 The '``fptrunc``' instruction truncates ``value`` to type ``ty2``.
6219
6220 Arguments:
6221 """"""""""
6222
6223 The '``fptrunc``' instruction takes a :ref:`floating point <t_floating>`
6224 value to cast and a :ref:`floating point <t_floating>` type to cast it to.
6225 The size of ``value`` must be larger than the size of ``ty2``. This
6226 implies that ``fptrunc`` cannot be used to make a *no-op cast*.
6227
6228 Semantics:
6229 """"""""""
6230
6231 The '``fptrunc``' instruction truncates a ``value`` from a larger
6232 :ref:`floating point <t_floating>` type to a smaller :ref:`floating
6233 point <t_floating>` type. If the value cannot fit within the
6234 destination type, ``ty2``, then the results are undefined.
6235
6236 Example:
6237 """"""""
6238
6239 .. code-block:: llvm
6240
6241       %X = fptrunc double 123.0 to float         ; yields float:123.0
6242       %Y = fptrunc double 1.0E+300 to float      ; yields undefined
6243
6244 '``fpext .. to``' Instruction
6245 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6246
6247 Syntax:
6248 """""""
6249
6250 ::
6251
6252       <result> = fpext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6253
6254 Overview:
6255 """""""""
6256
6257 The '``fpext``' extends a floating point ``value`` to a larger floating
6258 point value.
6259
6260 Arguments:
6261 """"""""""
6262
6263 The '``fpext``' instruction takes a :ref:`floating point <t_floating>`
6264 ``value`` to cast, and a :ref:`floating point <t_floating>` type to cast it
6265 to. The source type must be smaller than the destination type.
6266
6267 Semantics:
6268 """"""""""
6269
6270 The '``fpext``' instruction extends the ``value`` from a smaller
6271 :ref:`floating point <t_floating>` type to a larger :ref:`floating
6272 point <t_floating>` type. The ``fpext`` cannot be used to make a
6273 *no-op cast* because it always changes bits. Use ``bitcast`` to make a
6274 *no-op cast* for a floating point cast.
6275
6276 Example:
6277 """"""""
6278
6279 .. code-block:: llvm
6280
6281       %X = fpext float 3.125 to double         ; yields double:3.125000e+00
6282       %Y = fpext double %X to fp128            ; yields fp128:0xL00000000000000004000900000000000
6283
6284 '``fptoui .. to``' Instruction
6285 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6286
6287 Syntax:
6288 """""""
6289
6290 ::
6291
6292       <result> = fptoui <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6293
6294 Overview:
6295 """""""""
6296
6297 The '``fptoui``' converts a floating point ``value`` to its unsigned
6298 integer equivalent of type ``ty2``.
6299
6300 Arguments:
6301 """"""""""
6302
6303 The '``fptoui``' instruction takes a value to cast, which must be a
6304 scalar or vector :ref:`floating point <t_floating>` value, and a type to
6305 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
6306 ``ty`` is a vector floating point type, ``ty2`` must be a vector integer
6307 type with the same number of elements as ``ty``
6308
6309 Semantics:
6310 """"""""""
6311
6312 The '``fptoui``' instruction converts its :ref:`floating
6313 point <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
6314 unsigned integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the results
6315 are undefined.
6316
6317 Example:
6318 """"""""
6319
6320 .. code-block:: llvm
6321
6322       %X = fptoui double 123.0 to i32      ; yields i32:123
6323       %Y = fptoui float 1.0E+300 to i1     ; yields undefined:1
6324       %Z = fptoui float 1.04E+17 to i8     ; yields undefined:1
6325
6326 '``fptosi .. to``' Instruction
6327 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6328
6329 Syntax:
6330 """""""
6331
6332 ::
6333
6334       <result> = fptosi <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6335
6336 Overview:
6337 """""""""
6338
6339 The '``fptosi``' instruction converts :ref:`floating point <t_floating>`
6340 ``value`` to type ``ty2``.
6341
6342 Arguments:
6343 """"""""""
6344
6345 The '``fptosi``' instruction takes a value to cast, which must be a
6346 scalar or vector :ref:`floating point <t_floating>` value, and a type to
6347 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
6348 ``ty`` is a vector floating point type, ``ty2`` must be a vector integer
6349 type with the same number of elements as ``ty``
6350
6351 Semantics:
6352 """"""""""
6353
6354 The '``fptosi``' instruction converts its :ref:`floating
6355 point <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
6356 signed integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the results
6357 are undefined.
6358
6359 Example:
6360 """"""""
6361
6362 .. code-block:: llvm
6363
6364       %X = fptosi double -123.0 to i32      ; yields i32:-123
6365       %Y = fptosi float 1.0E-247 to i1      ; yields undefined:1
6366       %Z = fptosi float 1.04E+17 to i8      ; yields undefined:1
6367
6368 '``uitofp .. to``' Instruction
6369 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6370
6371 Syntax:
6372 """""""
6373
6374 ::
6375
6376       <result> = uitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6377
6378 Overview:
6379 """""""""
6380
6381 The '``uitofp``' instruction regards ``value`` as an unsigned integer
6382 and converts that value to the ``ty2`` type.
6383
6384 Arguments:
6385 """"""""""
6386
6387 The '``uitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
6388 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
6389 ``ty2``, which must be an :ref:`floating point <t_floating>` type. If
6390 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating point
6391 type with the same number of elements as ``ty``
6392
6393 Semantics:
6394 """"""""""
6395
6396 The '``uitofp``' instruction interprets its operand as an unsigned
6397 integer quantity and converts it to the corresponding floating point
6398 value. If the value cannot fit in the floating point value, the results
6399 are undefined.
6400
6401 Example:
6402 """"""""
6403
6404 .. code-block:: llvm
6405
6406       %X = uitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
6407       %Y = uitofp i8 -1 to double          ; yields double:255.0
6408
6409 '``sitofp .. to``' Instruction
6410 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6411
6412 Syntax:
6413 """""""
6414
6415 ::
6416
6417       <result> = sitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6418
6419 Overview:
6420 """""""""
6421
6422 The '``sitofp``' instruction regards ``value`` as a signed integer and
6423 converts that value to the ``ty2`` type.
6424
6425 Arguments:
6426 """"""""""
6427
6428 The '``sitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
6429 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
6430 ``ty2``, which must be an :ref:`floating point <t_floating>` type. If
6431 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating point
6432 type with the same number of elements as ``ty``
6433
6434 Semantics:
6435 """"""""""
6436
6437 The '``sitofp``' instruction interprets its operand as a signed integer
6438 quantity and converts it to the corresponding floating point value. If
6439 the value cannot fit in the floating point value, the results are
6440 undefined.
6441
6442 Example:
6443 """"""""
6444
6445 .. code-block:: llvm
6446
6447       %X = sitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
6448       %Y = sitofp i8 -1 to double          ; yields double:-1.0
6449
6450 .. _i_ptrtoint:
6451
6452 '``ptrtoint .. to``' Instruction
6453 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6454
6455 Syntax:
6456 """""""
6457
6458 ::
6459
6460       <result> = ptrtoint <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6461
6462 Overview:
6463 """""""""
6464
6465 The '``ptrtoint``' instruction converts the pointer or a vector of
6466 pointers ``value`` to the integer (or vector of integers) type ``ty2``.
6467
6468 Arguments:
6469 """"""""""
6470
6471 The '``ptrtoint``' instruction takes a ``value`` to cast, which must be
6472 a a value of type :ref:`pointer <t_pointer>` or a vector of pointers, and a
6473 type to cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` or
6474 a vector of integers type.
6475
6476 Semantics:
6477 """"""""""
6478
6479 The '``ptrtoint``' instruction converts ``value`` to integer type
6480 ``ty2`` by interpreting the pointer value as an integer and either
6481 truncating or zero extending that value to the size of the integer type.
6482 If ``value`` is smaller than ``ty2`` then a zero extension is done. If
6483 ``value`` is larger than ``ty2`` then a truncation is done. If they are
6484 the same size, then nothing is done (*no-op cast*) other than a type
6485 change.
6486
6487 Example:
6488 """"""""
6489
6490 .. code-block:: llvm
6491
6492       %X = ptrtoint i32* %P to i8                         ; yields truncation on 32-bit architecture
6493       %Y = ptrtoint i32* %P to i64                        ; yields zero extension on 32-bit architecture
6494       %Z = ptrtoint <4 x i32*> %P to <4 x i64>; yields vector zero extension for a vector of addresses on 32-bit architecture
6495
6496 .. _i_inttoptr:
6497
6498 '``inttoptr .. to``' Instruction
6499 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6500
6501 Syntax:
6502 """""""
6503
6504 ::
6505
6506       <result> = inttoptr <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6507
6508 Overview:
6509 """""""""
6510
6511 The '``inttoptr``' instruction converts an integer ``value`` to a
6512 pointer type, ``ty2``.
6513
6514 Arguments:
6515 """"""""""
6516
6517 The '``inttoptr``' instruction takes an :ref:`integer <t_integer>` value to
6518 cast, and a type to cast it to, which must be a :ref:`pointer <t_pointer>`
6519 type.
6520
6521 Semantics:
6522 """"""""""
6523
6524 The '``inttoptr``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` by
6525 applying either a zero extension or a truncation depending on the size
6526 of the integer ``value``. If ``value`` is larger than the size of a
6527 pointer then a truncation is done. If ``value`` is smaller than the size
6528 of a pointer then a zero extension is done. If they are the same size,
6529 nothing is done (*no-op cast*).
6530
6531 Example:
6532 """"""""
6533
6534 .. code-block:: llvm
6535
6536       %X = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields zero extension on 64-bit architecture
6537       %Y = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields no-op on 32-bit architecture
6538       %Z = inttoptr i64 0 to i32*            ; yields truncation on 32-bit architecture
6539       %Z = inttoptr <4 x i32> %G to <4 x i8*>; yields truncation of vector G to four pointers
6540
6541 .. _i_bitcast:
6542
6543 '``bitcast .. to``' Instruction
6544 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6545
6546 Syntax:
6547 """""""
6548
6549 ::
6550
6551       <result> = bitcast <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6552
6553 Overview:
6554 """""""""
6555
6556 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` without
6557 changing any bits.
6558
6559 Arguments:
6560 """"""""""
6561
6562 The '``bitcast``' instruction takes a value to cast, which must be a
6563 non-aggregate first class value, and a type to cast it to, which must
6564 also be a non-aggregate :ref:`first class <t_firstclass>` type. The
6565 bit sizes of ``value`` and the destination type, ``ty2``, must be
6566 identical.  If the source type is a pointer, the destination type must
6567 also be a pointer of the same size. This instruction supports bitwise
6568 conversion of vectors to integers and to vectors of other types (as
6569 long as they have the same size).
6570
6571 Semantics:
6572 """"""""""
6573
6574 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2``. It
6575 is always a *no-op cast* because no bits change with this
6576 conversion. The conversion is done as if the ``value`` had been stored
6577 to memory and read back as type ``ty2``. Pointer (or vector of
6578 pointers) types may only be converted to other pointer (or vector of
6579 pointers) types with the same address space through this instruction.
6580 To convert pointers to other types, use the :ref:`inttoptr <i_inttoptr>`
6581 or :ref:`ptrtoint <i_ptrtoint>` instructions first.
6582
6583 Example:
6584 """"""""
6585
6586 .. code-block:: llvm
6587
6588       %X = bitcast i8 255 to i8              ; yields i8 :-1
6589       %Y = bitcast i32* %x to sint*          ; yields sint*:%x
6590       %Z = bitcast <2 x int> %V to i64;        ; yields i64: %V
6591       %Z = bitcast <2 x i32*> %V to <2 x i64*> ; yields <2 x i64*>
6592
6593 .. _i_addrspacecast:
6594
6595 '``addrspacecast .. to``' Instruction
6596 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6597
6598 Syntax:
6599 """""""
6600
6601 ::
6602
6603       <result> = addrspacecast <pty> <ptrval> to <pty2>       ; yields pty2
6604
6605 Overview:
6606 """""""""
6607
6608 The '``addrspacecast``' instruction converts ``ptrval`` from ``pty`` in
6609 address space ``n`` to type ``pty2`` in address space ``m``.
6610
6611 Arguments:
6612 """"""""""
6613
6614 The '``addrspacecast``' instruction takes a pointer or vector of pointer value
6615 to cast and a pointer type to cast it to, which must have a different
6616 address space.
6617
6618 Semantics:
6619 """"""""""
6620
6621 The '``addrspacecast``' instruction converts the pointer value
6622 ``ptrval`` to type ``pty2``. It can be a *no-op cast* or a complex
6623 value modification, depending on the target and the address space
6624 pair. Pointer conversions within the same address space must be
6625 performed with the ``bitcast`` instruction. Note that if the address space
6626 conversion is legal then both result and operand refer to the same memory
6627 location.
6628
6629 Example:
6630 """"""""
6631
6632 .. code-block:: llvm
6633
6634       %X = addrspacecast i32* %x to i32 addrspace(1)*    ; yields i32 addrspace(1)*:%x
6635       %Y = addrspacecast i32 addrspace(1)* %y to i64 addrspace(2)*    ; yields i64 addrspace(2)*:%y
6636       %Z = addrspacecast <4 x i32*> %z to <4 x float addrspace(3)*>   ; yields <4 x float addrspace(3)*>:%z
6637
6638 .. _otherops:
6639
6640 Other Operations
6641 ----------------
6642
6643 The instructions in this category are the "miscellaneous" instructions,
6644 which defy better classification.
6645
6646 .. _i_icmp:
6647
6648 '``icmp``' Instruction
6649 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6650
6651 Syntax:
6652 """""""
6653
6654 ::
6655
6656       <result> = icmp <cond> <ty> <op1>, <op2>   ; yields i1 or <N x i1>:result
6657
6658 Overview:
6659 """""""""
6660
6661 The '``icmp``' instruction returns a boolean value or a vector of
6662 boolean values based on comparison of its two integer, integer vector,
6663 pointer, or pointer vector operands.
6664
6665 Arguments:
6666 """"""""""
6667
6668 The '``icmp``' instruction takes three operands. The first operand is
6669 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
6670 not a value, just a keyword. The possible condition code are:
6671
6672 #. ``eq``: equal
6673 #. ``ne``: not equal
6674 #. ``ugt``: unsigned greater than
6675 #. ``uge``: unsigned greater or equal
6676 #. ``ult``: unsigned less than
6677 #. ``ule``: unsigned less or equal
6678 #. ``sgt``: signed greater than
6679 #. ``sge``: signed greater or equal
6680 #. ``slt``: signed less than
6681 #. ``sle``: signed less or equal
6682
6683 The remaining two arguments must be :ref:`integer <t_integer>` or
6684 :ref:`pointer <t_pointer>` or integer :ref:`vector <t_vector>` typed. They
6685 must also be identical types.
6686
6687 Semantics:
6688 """"""""""
6689
6690 The '``icmp``' compares ``op1`` and ``op2`` according to the condition
6691 code given as ``cond``. The comparison performed always yields either an
6692 :ref:`i1 <t_integer>` or vector of ``i1`` result, as follows:
6693
6694 #. ``eq``: yields ``true`` if the operands are equal, ``false``
6695    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
6696 #. ``ne``: yields ``true`` if the operands are unequal, ``false``
6697    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
6698 #. ``ugt``: interprets the operands as unsigned values and yields
6699    ``true`` if ``op1`` is greater than ``op2``.
6700 #. ``uge``: interprets the operands as unsigned values and yields
6701    ``true`` if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
6702 #. ``ult``: interprets the operands as unsigned values and yields
6703    ``true`` if ``op1`` is less than ``op2``.
6704 #. ``ule``: interprets the operands as unsigned values and yields
6705    ``true`` if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
6706 #. ``sgt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
6707    if ``op1`` is greater than ``op2``.
6708 #. ``sge``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
6709    if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
6710 #. ``slt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
6711    if ``op1`` is less than ``op2``.
6712 #. ``sle``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
6713    if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
6714
6715 If the operands are :ref:`pointer <t_pointer>` typed, the pointer values
6716 are compared as if they were integers.
6717
6718 If the operands are integer vectors, then they are compared element by
6719 element. The result is an ``i1`` vector with the same number of elements
6720 as the values being compared. Otherwise, the result is an ``i1``.
6721
6722 Example:
6723 """"""""
6724
6725 .. code-block:: llvm
6726
6727       <result> = icmp eq i32 4, 5          ; yields: result=false
6728       <result> = icmp ne float* %X, %X     ; yields: result=false
6729       <result> = icmp ult i16  4, 5        ; yields: result=true
6730       <result> = icmp sgt i16  4, 5        ; yields: result=false
6731       <result> = icmp ule i16 -4, 5        ; yields: result=false
6732       <result> = icmp sge i16  4, 5        ; yields: result=false
6733
6734 Note that the code generator does not yet support vector types with the
6735 ``icmp`` instruction.
6736
6737 .. _i_fcmp:
6738
6739 '``fcmp``' Instruction
6740 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6741
6742 Syntax:
6743 """""""
6744
6745 ::
6746
6747       <result> = fcmp <cond> <ty> <op1>, <op2>     ; yields i1 or <N x i1>:result
6748
6749 Overview:
6750 """""""""
6751
6752 The '``fcmp``' instruction returns a boolean value or vector of boolean
6753 values based on comparison of its operands.
6754
6755 If the operands are floating point scalars, then the result type is a
6756 boolean (:ref:`i1 <t_integer>`).
6757
6758 If the operands are floating point vectors, then the result type is a
6759 vector of boolean with the same number of elements as the operands being
6760 compared.
6761
6762 Arguments:
6763 """"""""""
6764
6765 The '``fcmp``' instruction takes three operands. The first operand is
6766 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
6767 not a value, just a keyword. The possible condition code are:
6768
6769 #. ``false``: no comparison, always returns false
6770 #. ``oeq``: ordered and equal
6771 #. ``ogt``: ordered and greater than
6772 #. ``oge``: ordered and greater than or equal
6773 #. ``olt``: ordered and less than
6774 #. ``ole``: ordered and less than or equal
6775 #. ``one``: ordered and not equal
6776 #. ``ord``: ordered (no nans)
6777 #. ``ueq``: unordered or equal
6778 #. ``ugt``: unordered or greater than
6779 #. ``uge``: unordered or greater than or equal
6780 #. ``ult``: unordered or less than
6781 #. ``ule``: unordered or less than or equal
6782 #. ``une``: unordered or not equal
6783 #. ``uno``: unordered (either nans)
6784 #. ``true``: no comparison, always returns true
6785
6786 *Ordered* means that neither operand is a QNAN while *unordered* means
6787 that either operand may be a QNAN.
6788
6789 Each of ``val1`` and ``val2`` arguments must be either a :ref:`floating
6790 point <t_floating>` type or a :ref:`vector <t_vector>` of floating point
6791 type. They must have identical types.
6792
6793 Semantics:
6794 """"""""""
6795
6796 The '``fcmp``' instruction compares ``op1`` and ``op2`` according to the
6797 condition code given as ``cond``. If the operands are vectors, then the
6798 vectors are compared element by element. Each comparison performed
6799 always yields an :ref:`i1 <t_integer>` result, as follows:
6800
6801 #. ``false``: always yields ``false``, regardless of operands.
6802 #. ``oeq``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6803    is equal to ``op2``.
6804 #. ``ogt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6805    is greater than ``op2``.
6806 #. ``oge``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6807    is greater than or equal to ``op2``.
6808 #. ``olt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6809    is less than ``op2``.
6810 #. ``ole``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6811    is less than or equal to ``op2``.
6812 #. ``one``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6813    is not equal to ``op2``.
6814 #. ``ord``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN.
6815 #. ``ueq``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6816    equal to ``op2``.
6817 #. ``ugt``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6818    greater than ``op2``.
6819 #. ``uge``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6820    greater than or equal to ``op2``.
6821 #. ``ult``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6822    less than ``op2``.
6823 #. ``ule``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6824    less than or equal to ``op2``.
6825 #. ``une``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6826    not equal to ``op2``.
6827 #. ``uno``: yields ``true`` if either operand is a QNAN.
6828 #. ``true``: always yields ``true``, regardless of operands.
6829
6830 Example:
6831 """"""""
6832
6833 .. code-block:: llvm
6834
6835       <result> = fcmp oeq float 4.0, 5.0    ; yields: result=false
6836       <result> = fcmp one float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
6837       <result> = fcmp olt float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
6838       <result> = fcmp ueq double 1.0, 2.0   ; yields: result=false
6839
6840 Note that the code generator does not yet support vector types with the
6841 ``fcmp`` instruction.
6842
6843 .. _i_phi:
6844
6845 '``phi``' Instruction
6846 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6847
6848 Syntax:
6849 """""""
6850
6851 ::
6852
6853       <result> = phi <ty> [ <val0>, <label0>], ...
6854
6855 Overview:
6856 """""""""
6857
6858 The '``phi``' instruction is used to implement the Ï† node in the SSA
6859 graph representing the function.
6860
6861 Arguments:
6862 """"""""""
6863
6864 The type of the incoming values is specified with the first type field.
6865 After this, the '``phi``' instruction takes a list of pairs as
6866 arguments, with one pair for each predecessor basic block of the current
6867 block. Only values of :ref:`first class <t_firstclass>` type may be used as
6868 the value arguments to the PHI node. Only labels may be used as the
6869 label arguments.
6870
6871 There must be no non-phi instructions between the start of a basic block
6872 and the PHI instructions: i.e. PHI instructions must be first in a basic
6873 block.
6874
6875 For the purposes of the SSA form, the use of each incoming value is
6876 deemed to occur on the edge from the corresponding predecessor block to
6877 the current block (but after any definition of an '``invoke``'
6878 instruction's return value on the same edge).
6879
6880 Semantics:
6881 """"""""""
6882
6883 At runtime, the '``phi``' instruction logically takes on the value
6884 specified by the pair corresponding to the predecessor basic block that
6885 executed just prior to the current block.
6886
6887 Example:
6888 """"""""
6889
6890 .. code-block:: llvm
6891
6892     Loop:       ; Infinite loop that counts from 0 on up...
6893       %indvar = phi i32 [ 0, %LoopHeader ], [ %nextindvar, %Loop ]
6894       %nextindvar = add i32 %indvar, 1
6895       br label %Loop
6896
6897 .. _i_select:
6898
6899 '``select``' Instruction
6900 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6901
6902 Syntax:
6903 """""""
6904
6905 ::
6906
6907       <result> = select selty <cond>, <ty> <val1>, <ty> <val2>             ; yields ty
6908
6909       selty is either i1 or {<N x i1>}
6910
6911 Overview:
6912 """""""""
6913
6914 The '``select``' instruction is used to choose one value based on a
6915 condition, without IR-level branching.
6916
6917 Arguments:
6918 """"""""""
6919
6920 The '``select``' instruction requires an 'i1' value or a vector of 'i1'
6921 values indicating the condition, and two values of the same :ref:`first
6922 class <t_firstclass>` type.
6923
6924 Semantics:
6925 """"""""""
6926
6927 If the condition is an i1 and it evaluates to 1, the instruction returns
6928 the first value argument; otherwise, it returns the second value
6929 argument.
6930
6931 If the condition is a vector of i1, then the value arguments must be
6932 vectors of the same size, and the selection is done element by element.
6933
6934 If the condition is an i1 and the value arguments are vectors of the
6935 same size, then an entire vector is selected.
6936
6937 Example:
6938 """"""""
6939
6940 .. code-block:: llvm
6941
6942       %X = select i1 true, i8 17, i8 42          ; yields i8:17
6943
6944 .. _i_call:
6945
6946 '``call``' Instruction
6947 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6948
6949 Syntax:
6950 """""""
6951
6952 ::
6953
6954       <result> = [tail | musttail] call [cconv] [ret attrs] <ty> [<fnty>*] <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
6955
6956 Overview:
6957 """""""""
6958
6959 The '``call``' instruction represents a simple function call.
6960
6961 Arguments:
6962 """"""""""
6963
6964 This instruction requires several arguments:
6965
6966 #. The optional ``tail`` and ``musttail`` markers indicate that the optimizers
6967    should perform tail call optimization.  The ``tail`` marker is a hint that
6968    `can be ignored <CodeGenerator.html#sibcallopt>`_.  The ``musttail`` marker
6969    means that the call must be tail call optimized in order for the program to
6970    be correct.  The ``musttail`` marker provides these guarantees:
6971
6972    #. The call will not cause unbounded stack growth if it is part of a
6973       recursive cycle in the call graph.
6974    #. Arguments with the :ref:`inalloca <attr_inalloca>` attribute are
6975       forwarded in place.
6976
6977    Both markers imply that the callee does not access allocas or varargs from
6978    the caller.  Calls marked ``musttail`` must obey the following additional
6979    rules:
6980
6981    - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction,
6982      or a pointer bitcast followed by a ret instruction.
6983    - The ret instruction must return the (possibly bitcasted) value
6984      produced by the call or void.
6985    - The caller and callee prototypes must match.  Pointer types of
6986      parameters or return types may differ in pointee type, but not
6987      in address space.
6988    - The calling conventions of the caller and callee must match.
6989    - All ABI-impacting function attributes, such as sret, byval, inreg,
6990      returned, and inalloca, must match.
6991    - The callee must be varargs iff the caller is varargs. Bitcasting a
6992      non-varargs function to the appropriate varargs type is legal so
6993      long as the non-varargs prefixes obey the other rules.
6994
6995    Tail call optimization for calls marked ``tail`` is guaranteed to occur if
6996    the following conditions are met:
6997
6998    -  Caller and callee both have the calling convention ``fastcc``.
6999    -  The call is in tail position (ret immediately follows call and ret
7000       uses value of call or is void).
7001    -  Option ``-tailcallopt`` is enabled, or
7002       ``llvm::GuaranteedTailCallOpt`` is ``true``.
7003    -  `Platform-specific constraints are
7004       met. <CodeGenerator.html#tailcallopt>`_
7005
7006 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
7007    convention <callingconv>` the call should use. If none is
7008    specified, the call defaults to using C calling conventions. The
7009    calling convention of the call must match the calling convention of
7010    the target function, or else the behavior is undefined.
7011 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
7012    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
7013    are valid here.
7014 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
7015    type of the return value. Functions that return no value are marked
7016    ``void``.
7017 #. '``fnty``': shall be the signature of the pointer to function value
7018    being invoked. The argument types must match the types implied by
7019    this signature. This type can be omitted if the function is not
7020    varargs and if the function type does not return a pointer to a
7021    function.
7022 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
7023    be invoked. In most cases, this is a direct function invocation, but
7024    indirect ``call``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
7025    to function value.
7026 #. '``function args``': argument list whose types match the function
7027    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
7028    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
7029    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
7030    extra arguments can be specified.
7031 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list. Only
7032    '``noreturn``', '``nounwind``', '``readonly``' and '``readnone``'
7033    attributes are valid here.
7034
7035 Semantics:
7036 """"""""""
7037
7038 The '``call``' instruction is used to cause control flow to transfer to
7039 a specified function, with its incoming arguments bound to the specified
7040 values. Upon a '``ret``' instruction in the called function, control
7041 flow continues with the instruction after the function call, and the
7042 return value of the function is bound to the result argument.
7043
7044 Example:
7045 """"""""
7046
7047 .. code-block:: llvm
7048
7049       %retval = call i32 @test(i32 %argc)
7050       call i32 (i8*, ...)* @printf(i8* %msg, i32 12, i8 42)        ; yields i32
7051       %X = tail call i32 @foo()                                    ; yields i32
7052       %Y = tail call fastcc i32 @foo()  ; yields i32
7053       call void %foo(i8 97 signext)
7054
7055       %struct.A = type { i32, i8 }
7056       %r = call %struct.A @foo()                        ; yields { i32, i8 }
7057       %gr = extractvalue %struct.A %r, 0                ; yields i32
7058       %gr1 = extractvalue %struct.A %r, 1               ; yields i8
7059       %Z = call void @foo() noreturn                    ; indicates that %foo never returns normally
7060       %ZZ = call zeroext i32 @bar()                     ; Return value is %zero extended
7061
7062 llvm treats calls to some functions with names and arguments that match
7063 the standard C99 library as being the C99 library functions, and may
7064 perform optimizations or generate code for them under that assumption.
7065 This is something we'd like to change in the future to provide better
7066 support for freestanding environments and non-C-based languages.
7067
7068 .. _i_va_arg:
7069
7070 '``va_arg``' Instruction
7071 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7072
7073 Syntax:
7074 """""""
7075
7076 ::
7077
7078       <resultval> = va_arg <va_list*> <arglist>, <argty>
7079
7080 Overview:
7081 """""""""
7082
7083 The '``va_arg``' instruction is used to access arguments passed through
7084 the "variable argument" area of a function call. It is used to implement
7085 the ``va_arg`` macro in C.
7086
7087 Arguments:
7088 """"""""""
7089
7090 This instruction takes a ``va_list*`` value and the type of the
7091 argument. It returns a value of the specified argument type and
7092 increments the ``va_list`` to point to the next argument. The actual
7093 type of ``va_list`` is target specific.
7094
7095 Semantics:
7096 """"""""""
7097
7098 The '``va_arg``' instruction loads an argument of the specified type
7099 from the specified ``va_list`` and causes the ``va_list`` to point to
7100 the next argument. For more information, see the variable argument
7101 handling :ref:`Intrinsic Functions <int_varargs>`.
7102
7103 It is legal for this instruction to be called in a function which does
7104 not take a variable number of arguments, for example, the ``vfprintf``
7105 function.
7106
7107 ``va_arg`` is an LLVM instruction instead of an :ref:`intrinsic
7108 function <intrinsics>` because it takes a type as an argument.
7109
7110 Example:
7111 """"""""
7112
7113 See the :ref:`variable argument processing <int_varargs>` section.
7114
7115 Note that the code generator does not yet fully support va\_arg on many
7116 targets. Also, it does not currently support va\_arg with aggregate
7117 types on any target.
7118
7119 .. _i_landingpad:
7120
7121 '``landingpad``' Instruction
7122 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7123
7124 Syntax:
7125 """""""
7126
7127 ::
7128
7129       <resultval> = landingpad <resultty> personality <type> <pers_fn> <clause>+
7130       <resultval> = landingpad <resultty> personality <type> <pers_fn> cleanup <clause>*
7131
7132       <clause> := catch <type> <value>
7133       <clause> := filter <array constant type> <array constant>
7134
7135 Overview:
7136 """""""""
7137
7138 The '``landingpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
7139 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
7140 is a landing pad --- one where the exception lands, and corresponds to the
7141 code found in the ``catch`` portion of a ``try``/``catch`` sequence. It
7142 defines values supplied by the personality function (``pers_fn``) upon
7143 re-entry to the function. The ``resultval`` has the type ``resultty``.
7144
7145 Arguments:
7146 """"""""""
7147
7148 This instruction takes a ``pers_fn`` value. This is the personality
7149 function associated with the unwinding mechanism. The optional
7150 ``cleanup`` flag indicates that the landing pad block is a cleanup.
7151
7152 A ``clause`` begins with the clause type --- ``catch`` or ``filter`` --- and
7153 contains the global variable representing the "type" that may be caught
7154 or filtered respectively. Unlike the ``catch`` clause, the ``filter``
7155 clause takes an array constant as its argument. Use
7156 "``[0 x i8**] undef``" for a filter which cannot throw. The
7157 '``landingpad``' instruction must contain *at least* one ``clause`` or
7158 the ``cleanup`` flag.
7159
7160 Semantics:
7161 """"""""""
7162
7163 The '``landingpad``' instruction defines the values which are set by the
7164 personality function (``pers_fn``) upon re-entry to the function, and
7165 therefore the "result type" of the ``landingpad`` instruction. As with
7166 calling conventions, how the personality function results are
7167 represented in LLVM IR is target specific.
7168
7169 The clauses are applied in order from top to bottom. If two
7170 ``landingpad`` instructions are merged together through inlining, the
7171 clauses from the calling function are appended to the list of clauses.
7172 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
7173 the exception is compared against each ``clause`` in turn. If it doesn't
7174 match any of the clauses, and the ``cleanup`` flag is not set, then
7175 unwinding continues further up the call stack.
7176
7177 The ``landingpad`` instruction has several restrictions:
7178
7179 -  A landing pad block is a basic block which is the unwind destination
7180    of an '``invoke``' instruction.
7181 -  A landing pad block must have a '``landingpad``' instruction as its
7182    first non-PHI instruction.
7183 -  There can be only one '``landingpad``' instruction within the landing
7184    pad block.
7185 -  A basic block that is not a landing pad block may not include a
7186    '``landingpad``' instruction.
7187 -  All '``landingpad``' instructions in a function must have the same
7188    personality function.
7189
7190 Example:
7191 """"""""
7192
7193 .. code-block:: llvm
7194
7195       ;; A landing pad which can catch an integer.
7196       %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
7197                catch i8** @_ZTIi
7198       ;; A landing pad that is a cleanup.
7199       %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
7200                cleanup
7201       ;; A landing pad which can catch an integer and can only throw a double.
7202       %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
7203                catch i8** @_ZTIi
7204                filter [1 x i8**] [@_ZTId]
7205
7206 .. _intrinsics:
7207
7208 Intrinsic Functions
7209 ===================
7210
7211 LLVM supports the notion of an "intrinsic function". These functions
7212 have well known names and semantics and are required to follow certain
7213 restrictions. Overall, these intrinsics represent an extension mechanism
7214 for the LLVM language that does not require changing all of the
7215 transformations in LLVM when adding to the language (or the bitcode
7216 reader/writer, the parser, etc...).
7217
7218 Intrinsic function names must all start with an "``llvm.``" prefix. This
7219 prefix is reserved in LLVM for intrinsic names; thus, function names may
7220 not begin with this prefix. Intrinsic functions must always be external
7221 functions: you cannot define the body of intrinsic functions. Intrinsic
7222 functions may only be used in call or invoke instructions: it is illegal
7223 to take the address of an intrinsic function. Additionally, because
7224 intrinsic functions are part of the LLVM language, it is required if any
7225 are added that they be documented here.
7226
7227 Some intrinsic functions can be overloaded, i.e., the intrinsic
7228 represents a family of functions that perform the same operation but on
7229 different data types. Because LLVM can represent over 8 million
7230 different integer types, overloading is used commonly to allow an
7231 intrinsic function to operate on any integer type. One or more of the
7232 argument types or the result type can be overloaded to accept any
7233 integer type. Argument types may also be defined as exactly matching a
7234 previous argument's type or the result type. This allows an intrinsic
7235 function which accepts multiple arguments, but needs all of them to be
7236 of the same type, to only be overloaded with respect to a single
7237 argument or the result.
7238
7239 Overloaded intrinsics will have the names of its overloaded argument
7240 types encoded into its function name, each preceded by a period. Only
7241 those types which are overloaded result in a name suffix. Arguments
7242 whose type is matched against another type do not. For example, the
7243 ``llvm.ctpop`` function can take an integer of any width and returns an
7244 integer of exactly the same integer width. This leads to a family of
7245 functions such as ``i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %val)`` and
7246 ``i29 @llvm.ctpop.i29(i29 %val)``. Only one type, the return type, is
7247 overloaded, and only one type suffix is required. Because the argument's
7248 type is matched against the return type, it does not require its own
7249 name suffix.
7250
7251 To learn how to add an intrinsic function, please see the `Extending
7252 LLVM Guide <ExtendingLLVM.html>`_.
7253
7254 .. _int_varargs:
7255
7256 Variable Argument Handling Intrinsics
7257 -------------------------------------
7258
7259 Variable argument support is defined in LLVM with the
7260 :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and these three intrinsic
7261 functions. These functions are related to the similarly named macros
7262 defined in the ``<stdarg.h>`` header file.
7263
7264 All of these functions operate on arguments that use a target-specific
7265 value type "``va_list``". The LLVM assembly language reference manual
7266 does not define what this type is, so all transformations should be
7267 prepared to handle these functions regardless of the type used.
7268
7269 This example shows how the :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and the
7270 variable argument handling intrinsic functions are used.
7271
7272 .. code-block:: llvm
7273
7274     ; This struct is different for every platform. For most platforms,
7275     ; it is merely an i8*.
7276     %struct.va_list = type { i8* }
7277
7278     ; For Unix x86_64 platforms, va_list is the following struct:
7279     ; %struct.va_list = type { i32, i32, i8*, i8* }
7280
7281     define i32 @test(i32 %X, ...) {
7282       ; Initialize variable argument processing
7283       %ap = alloca %struct.va_list
7284       %ap2 = bitcast %struct.va_list* %ap to i8*
7285       call void @llvm.va_start(i8* %ap2)
7286
7287       ; Read a single integer argument
7288       %tmp = va_arg i8* %ap2, i32
7289
7290       ; Demonstrate usage of llvm.va_copy and llvm.va_end
7291       %aq = alloca i8*
7292       %aq2 = bitcast i8** %aq to i8*
7293       call void @llvm.va_copy(i8* %aq2, i8* %ap2)
7294       call void @llvm.va_end(i8* %aq2)
7295
7296       ; Stop processing of arguments.
7297       call void @llvm.va_end(i8* %ap2)
7298       ret i32 %tmp
7299     }
7300
7301     declare void @llvm.va_start(i8*)
7302     declare void @llvm.va_copy(i8*, i8*)
7303     declare void @llvm.va_end(i8*)
7304
7305 .. _int_va_start:
7306
7307 '``llvm.va_start``' Intrinsic
7308 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7309
7310 Syntax:
7311 """""""
7312
7313 ::
7314
7315       declare void @llvm.va_start(i8* <arglist>)
7316
7317 Overview:
7318 """""""""
7319
7320 The '``llvm.va_start``' intrinsic initializes ``*<arglist>`` for
7321 subsequent use by ``va_arg``.
7322
7323 Arguments:
7324 """"""""""
7325
7326 The argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
7327
7328 Semantics:
7329 """"""""""
7330
7331 The '``llvm.va_start``' intrinsic works just like the ``va_start`` macro
7332 available in C. In a target-dependent way, it initializes the
7333 ``va_list`` element to which the argument points, so that the next call
7334 to ``va_arg`` will produce the first variable argument passed to the
7335 function. Unlike the C ``va_start`` macro, this intrinsic does not need
7336 to know the last argument of the function as the compiler can figure
7337 that out.
7338
7339 '``llvm.va_end``' Intrinsic
7340 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7341
7342 Syntax:
7343 """""""
7344
7345 ::
7346
7347       declare void @llvm.va_end(i8* <arglist>)
7348
7349 Overview:
7350 """""""""
7351
7352 The '``llvm.va_end``' intrinsic destroys ``*<arglist>``, which has been
7353 initialized previously with ``llvm.va_start`` or ``llvm.va_copy``.
7354
7355 Arguments:
7356 """"""""""
7357
7358 The argument is a pointer to a ``va_list`` to destroy.
7359
7360 Semantics:
7361 """"""""""
7362
7363 The '``llvm.va_end``' intrinsic works just like the ``va_end`` macro
7364 available in C. In a target-dependent way, it destroys the ``va_list``
7365 element to which the argument points. Calls to
7366 :ref:`llvm.va_start <int_va_start>` and
7367 :ref:`llvm.va_copy <int_va_copy>` must be matched exactly with calls to
7368 ``llvm.va_end``.
7369
7370 .. _int_va_copy:
7371
7372 '``llvm.va_copy``' Intrinsic
7373 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7374
7375 Syntax:
7376 """""""
7377
7378 ::
7379
7380       declare void @llvm.va_copy(i8* <destarglist>, i8* <srcarglist>)
7381
7382 Overview:
7383 """""""""
7384
7385 The '``llvm.va_copy``' intrinsic copies the current argument position
7386 from the source argument list to the destination argument list.
7387
7388 Arguments:
7389 """"""""""
7390
7391 The first argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
7392 The second argument is a pointer to a ``va_list`` element to copy from.
7393
7394 Semantics:
7395 """"""""""
7396
7397 The '``llvm.va_copy``' intrinsic works just like the ``va_copy`` macro
7398 available in C. In a target-dependent way, it copies the source
7399 ``va_list`` element into the destination ``va_list`` element. This
7400 intrinsic is necessary because the `` llvm.va_start`` intrinsic may be
7401 arbitrarily complex and require, for example, memory allocation.
7402
7403 Accurate Garbage Collection Intrinsics
7404 --------------------------------------
7405
7406 LLVM's support for `Accurate Garbage Collection <GarbageCollection.html>`_
7407 (GC) requires the frontend to generate code containing appropriate intrinsic 
7408 calls and select an appropriate GC strategy which knows how to lower these 
7409 intrinsics in a manner which is appropriate for the target collector.
7410
7411 These intrinsics allow identification of :ref:`GC roots on the
7412 stack <int_gcroot>`, as well as garbage collector implementations that
7413 require :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers.
7414 Frontends for type-safe garbage collected languages should generate
7415 these intrinsics to make use of the LLVM garbage collectors. For more
7416 details, see `Garbage Collection with LLVM <GarbageCollection.html>`_.
7417
7418 Experimental Statepoint Intrinsics
7419 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7420
7421 LLVM provides an second experimental set of intrinsics for describing garbage
7422 collection safepoints in compiled code.  These intrinsics are an alternative 
7423 to the ``llvm.gcroot`` intrinsics, but are compatible with the ones for 
7424 :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers.  The 
7425 differences in approach are covered in the `Garbage Collection with LLVM 
7426 <GarbageCollection.html>`_ documentation.  The intrinsics themselves are 
7427 described in :doc:`Statepoints`.
7428
7429 .. _int_gcroot:
7430
7431 '``llvm.gcroot``' Intrinsic
7432 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7433
7434 Syntax:
7435 """""""
7436
7437 ::
7438
7439       declare void @llvm.gcroot(i8** %ptrloc, i8* %metadata)
7440
7441 Overview:
7442 """""""""
7443
7444 The '``llvm.gcroot``' intrinsic declares the existence of a GC root to
7445 the code generator, and allows some metadata to be associated with it.
7446
7447 Arguments:
7448 """"""""""
7449
7450 The first argument specifies the address of a stack object that contains
7451 the root pointer. The second pointer (which must be either a constant or
7452 a global value address) contains the meta-data to be associated with the
7453 root.
7454
7455 Semantics:
7456 """"""""""
7457
7458 At runtime, a call to this intrinsic stores a null pointer into the
7459 "ptrloc" location. At compile-time, the code generator generates
7460 information to allow the runtime to find the pointer at GC safe points.
7461 The '``llvm.gcroot``' intrinsic may only be used in a function which
7462 :ref:`specifies a GC algorithm <gc>`.
7463
7464 .. _int_gcread:
7465
7466 '``llvm.gcread``' Intrinsic
7467 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7468
7469 Syntax:
7470 """""""
7471
7472 ::
7473
7474       declare i8* @llvm.gcread(i8* %ObjPtr, i8** %Ptr)
7475
7476 Overview:
7477 """""""""
7478
7479 The '``llvm.gcread``' intrinsic identifies reads of references from heap
7480 locations, allowing garbage collector implementations that require read
7481 barriers.
7482
7483 Arguments:
7484 """"""""""
7485
7486 The second argument is the address to read from, which should be an
7487 address allocated from the garbage collector. The first object is a
7488 pointer to the start of the referenced object, if needed by the language
7489 runtime (otherwise null).
7490
7491 Semantics:
7492 """"""""""
7493
7494 The '``llvm.gcread``' intrinsic has the same semantics as a load
7495 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
7496 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcread``'
7497 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
7498 algorithm <gc>`.
7499
7500 .. _int_gcwrite:
7501
7502 '``llvm.gcwrite``' Intrinsic
7503 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7504
7505 Syntax:
7506 """""""
7507
7508 ::
7509
7510       declare void @llvm.gcwrite(i8* %P1, i8* %Obj, i8** %P2)
7511
7512 Overview:
7513 """""""""
7514
7515 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic identifies writes of references to heap
7516 locations, allowing garbage collector implementations that require write
7517 barriers (such as generational or reference counting collectors).
7518
7519 Arguments:
7520 """"""""""
7521
7522 The first argument is the reference to store, the second is the start of
7523 the object to store it to, and the third is the address of the field of
7524 Obj to store to. If the runtime does not require a pointer to the
7525 object, Obj may be null.
7526
7527 Semantics:
7528 """"""""""
7529
7530 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic has the same semantics as a store
7531 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
7532 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcwrite``'
7533 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
7534 algorithm <gc>`.
7535
7536 Code Generator Intrinsics
7537 -------------------------
7538
7539 These intrinsics are provided by LLVM to expose special features that
7540 may only be implemented with code generator support.
7541
7542 '``llvm.returnaddress``' Intrinsic
7543 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7544
7545 Syntax:
7546 """""""
7547
7548 ::
7549
7550       declare i8  *@llvm.returnaddress(i32 <level>)
7551
7552 Overview:
7553 """""""""
7554
7555 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic attempts to compute a
7556 target-specific value indicating the return address of the current
7557 function or one of its callers.
7558
7559 Arguments:
7560 """"""""""
7561
7562 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
7563 address for. Zero indicates the calling function, one indicates its
7564 caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
7565 value.
7566
7567 Semantics:
7568 """"""""""
7569
7570 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic either returns a pointer
7571 indicating the return address of the specified call frame, or zero if it
7572 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
7573 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
7574 used for debugging purposes.
7575
7576 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
7577 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
7578 of the obvious source-language caller.
7579
7580 '``llvm.frameaddress``' Intrinsic
7581 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7582
7583 Syntax:
7584 """""""
7585
7586 ::
7587
7588       declare i8* @llvm.frameaddress(i32 <level>)
7589
7590 Overview:
7591 """""""""
7592
7593 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic attempts to return the
7594 target-specific frame pointer value for the specified stack frame.
7595
7596 Arguments:
7597 """"""""""
7598
7599 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
7600 frame pointer for. Zero indicates the calling function, one indicates
7601 its caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
7602 value.
7603
7604 Semantics:
7605 """"""""""
7606
7607 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic either returns a pointer
7608 indicating the frame address of the specified call frame, or zero if it
7609 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
7610 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
7611 used for debugging purposes.
7612
7613 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
7614 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
7615 of the obvious source-language caller.
7616
7617 '``llvm.frameescape``' and '``llvm.framerecover``' Intrinsics
7618 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7619
7620 Syntax:
7621 """""""
7622
7623 ::
7624
7625       declare void @llvm.frameescape(...)
7626       declare i8* @llvm.framerecover(i8* %func, i8* %fp, i32 %idx)
7627
7628 Overview:
7629 """""""""
7630
7631 The '``llvm.frameescape``' intrinsic escapes offsets of a collection of static
7632 allocas, and the '``llvm.framerecover``' intrinsic applies those offsets to a
7633 live frame pointer to recover the address of the allocation. The offset is
7634 computed during frame layout of the caller of ``llvm.frameescape``.
7635
7636 Arguments:
7637 """"""""""
7638
7639 All arguments to '``llvm.frameescape``' must be pointers to static allocas or
7640 casts of static allocas. Each function can only call '``llvm.frameescape``'
7641 once, and it can only do so from the entry block.
7642
7643 The ``func`` argument to '``llvm.framerecover``' must be a constant
7644 bitcasted pointer to a function defined in the current module. The code
7645 generator cannot determine the frame allocation offset of functions defined in
7646 other modules.
7647
7648 The ``fp`` argument to '``llvm.framerecover``' must be a frame
7649 pointer of a call frame that is currently live. The return value of
7650 '``llvm.frameaddress``' is one way to produce such a value, but most platforms
7651 also expose the frame pointer through stack unwinding mechanisms.
7652
7653 The ``idx`` argument to '``llvm.framerecover``' indicates which alloca passed to
7654 '``llvm.frameescape``' to recover. It is zero-indexed.
7655
7656 Semantics:
7657 """"""""""
7658
7659 These intrinsics allow a group of functions to access one stack memory
7660 allocation in an ancestor stack frame. The memory returned from
7661 '``llvm.frameallocate``' may be allocated prior to stack realignment, so the
7662 memory is only aligned to the ABI-required stack alignment.  Each function may
7663 only call '``llvm.frameallocate``' one or zero times from the function entry
7664 block.  The frame allocation intrinsic inhibits inlining, as any frame
7665 allocations in the inlined function frame are likely to be at a different
7666 offset from the one used by '``llvm.framerecover``' called with the
7667 uninlined function.
7668
7669 .. _int_read_register:
7670 .. _int_write_register:
7671
7672 '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' Intrinsics
7673 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7674
7675 Syntax:
7676 """""""
7677
7678 ::
7679
7680       declare i32 @llvm.read_register.i32(metadata)
7681       declare i64 @llvm.read_register.i64(metadata)
7682       declare void @llvm.write_register.i32(metadata, i32 @value)
7683       declare void @llvm.write_register.i64(metadata, i64 @value)
7684       !0 = !{!"sp\00"}
7685
7686 Overview:
7687 """""""""
7688
7689 The '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' intrinsics
7690 provides access to the named register. The register must be valid on
7691 the architecture being compiled to. The type needs to be compatible
7692 with the register being read.
7693
7694 Semantics:
7695 """"""""""
7696
7697 The '``llvm.read_register``' intrinsic returns the current value of the
7698 register, where possible. The '``llvm.write_register``' intrinsic sets
7699 the current value of the register, where possible.
7700
7701 This is useful to implement named register global variables that need
7702 to always be mapped to a specific register, as is common practice on
7703 bare-metal programs including OS kernels.
7704
7705 The compiler doesn't check for register availability or use of the used
7706 register in surrounding code, including inline assembly. Because of that,
7707 allocatable registers are not supported.
7708
7709 Warning: So far it only works with the stack pointer on selected
7710 architectures (ARM, AArch64, PowerPC and x86_64). Significant amount of
7711 work is needed to support other registers and even more so, allocatable
7712 registers.
7713
7714 .. _int_stacksave:
7715
7716 '``llvm.stacksave``' Intrinsic
7717 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7718
7719 Syntax:
7720 """""""
7721
7722 ::
7723
7724       declare i8* @llvm.stacksave()
7725
7726 Overview:
7727 """""""""
7728
7729 The '``llvm.stacksave``' intrinsic is used to remember the current state
7730 of the function stack, for use with
7731 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. This is useful for
7732 implementing language features like scoped automatic variable sized
7733 arrays in C99.
7734
7735 Semantics:
7736 """"""""""
7737
7738 This intrinsic returns a opaque pointer value that can be passed to
7739 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. When an
7740 ``llvm.stackrestore`` intrinsic is executed with a value saved from
7741 ``llvm.stacksave``, it effectively restores the state of the stack to
7742 the state it was in when the ``llvm.stacksave`` intrinsic executed. In
7743 practice, this pops any :ref:`alloca <i_alloca>` blocks from the stack that
7744 were allocated after the ``llvm.stacksave`` was executed.
7745
7746 .. _int_stackrestore:
7747
7748 '``llvm.stackrestore``' Intrinsic
7749 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7750
7751 Syntax:
7752 """""""
7753
7754 ::
7755
7756       declare void @llvm.stackrestore(i8* %ptr)
7757
7758 Overview:
7759 """""""""
7760
7761 The '``llvm.stackrestore``' intrinsic is used to restore the state of
7762 the function stack to the state it was in when the corresponding
7763 :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` intrinsic executed. This is
7764 useful for implementing language features like scoped automatic variable
7765 sized arrays in C99.
7766
7767 Semantics:
7768 """"""""""
7769
7770 See the description for :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>`.
7771
7772 '``llvm.prefetch``' Intrinsic
7773 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7774
7775 Syntax:
7776 """""""
7777
7778 ::
7779
7780       declare void @llvm.prefetch(i8* <address>, i32 <rw>, i32 <locality>, i32 <cache type>)
7781
7782 Overview:
7783 """""""""
7784
7785 The '``llvm.prefetch``' intrinsic is a hint to the code generator to
7786 insert a prefetch instruction if supported; otherwise, it is a noop.
7787 Prefetches have no effect on the behavior of the program but can change
7788 its performance characteristics.
7789
7790 Arguments:
7791 """"""""""
7792
7793 ``address`` is the address to be prefetched, ``rw`` is the specifier
7794 determining if the fetch should be for a read (0) or write (1), and
7795 ``locality`` is a temporal locality specifier ranging from (0) - no
7796 locality, to (3) - extremely local keep in cache. The ``cache type``
7797 specifies whether the prefetch is performed on the data (1) or
7798 instruction (0) cache. The ``rw``, ``locality`` and ``cache type``
7799 arguments must be constant integers.
7800
7801 Semantics:
7802 """"""""""
7803
7804 This intrinsic does not modify the behavior of the program. In
7805 particular, prefetches cannot trap and do not produce a value. On
7806 targets that support this intrinsic, the prefetch can provide hints to
7807 the processor cache for better performance.
7808
7809 '``llvm.pcmarker``' Intrinsic
7810 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7811
7812 Syntax:
7813 """""""
7814
7815 ::
7816
7817       declare void @llvm.pcmarker(i32 <id>)
7818
7819 Overview:
7820 """""""""
7821
7822 The '``llvm.pcmarker``' intrinsic is a method to export a Program
7823 Counter (PC) in a region of code to simulators and other tools. The
7824 method is target specific, but it is expected that the marker will use
7825 exported symbols to transmit the PC of the marker. The marker makes no
7826 guarantees that it will remain with any specific instruction after
7827 optimizations. It is possible that the presence of a marker will inhibit
7828 optimizations. The intended use is to be inserted after optimizations to
7829 allow correlations of simulation runs.
7830
7831 Arguments:
7832 """"""""""
7833
7834 ``id`` is a numerical id identifying the marker.
7835
7836 Semantics:
7837 """"""""""
7838
7839 This intrinsic does not modify the behavior of the program. Backends
7840 that do not support this intrinsic may ignore it.
7841
7842 '``llvm.readcyclecounter``' Intrinsic
7843 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7844
7845 Syntax:
7846 """""""
7847
7848 ::
7849
7850       declare i64 @llvm.readcyclecounter()
7851
7852 Overview:
7853 """""""""
7854
7855 The '``llvm.readcyclecounter``' intrinsic provides access to the cycle
7856 counter register (or similar low latency, high accuracy clocks) on those
7857 targets that support it. On X86, it should map to RDTSC. On Alpha, it
7858 should map to RPCC. As the backing counters overflow quickly (on the
7859 order of 9 seconds on alpha), this should only be used for small
7860 timings.
7861
7862 Semantics:
7863 """"""""""
7864
7865 When directly supported, reading the cycle counter should not modify any
7866 memory. Implementations are allowed to either return a application
7867 specific value or a system wide value. On backends without support, this
7868 is lowered to a constant 0.
7869
7870 Note that runtime support may be conditional on the privilege-level code is
7871 running at and the host platform.
7872
7873 '``llvm.clear_cache``' Intrinsic
7874 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7875
7876 Syntax:
7877 """""""
7878
7879 ::
7880
7881       declare void @llvm.clear_cache(i8*, i8*)
7882
7883 Overview:
7884 """""""""
7885
7886 The '``llvm.clear_cache``' intrinsic ensures visibility of modifications
7887 in the specified range to the execution unit of the processor. On
7888 targets with non-unified instruction and data cache, the implementation
7889 flushes the instruction cache.
7890
7891 Semantics:
7892 """"""""""
7893
7894 On platforms with coherent instruction and data caches (e.g. x86), this
7895 intrinsic is a nop. On platforms with non-coherent instruction and data
7896 cache (e.g. ARM, MIPS), the intrinsic is lowered either to appropriate
7897 instructions or a system call, if cache flushing requires special
7898 privileges.
7899
7900 The default behavior is to emit a call to ``__clear_cache`` from the run
7901 time library.
7902
7903 This instrinsic does *not* empty the instruction pipeline. Modifications
7904 of the current function are outside the scope of the intrinsic.
7905
7906 '``llvm.instrprof_increment``' Intrinsic
7907 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7908
7909 Syntax:
7910 """""""
7911
7912 ::
7913
7914       declare void @llvm.instrprof_increment(i8* <name>, i64 <hash>,
7915                                              i32 <num-counters>, i32 <index>)
7916
7917 Overview:
7918 """""""""
7919
7920 The '``llvm.instrprof_increment``' intrinsic can be emitted by a
7921 frontend for use with instrumentation based profiling. These will be
7922 lowered by the ``-instrprof`` pass to generate execution counts of a
7923 program at runtime.
7924
7925 Arguments:
7926 """"""""""
7927
7928 The first argument is a pointer to a global variable containing the
7929 name of the entity being instrumented. This should generally be the
7930 (mangled) function name for a set of counters.
7931
7932 The second argument is a hash value that can be used by the consumer
7933 of the profile data to detect changes to the instrumented source, and
7934 the third is the number of counters associated with ``name``. It is an
7935 error if ``hash`` or ``num-counters`` differ between two instances of
7936 ``instrprof_increment`` that refer to the same name.
7937
7938 The last argument refers to which of the counters for ``name`` should
7939 be incremented. It should be a value between 0 and ``num-counters``.
7940
7941 Semantics:
7942 """"""""""
7943
7944 This intrinsic represents an increment of a profiling counter. It will
7945 cause the ``-instrprof`` pass to generate the appropriate data
7946 structures and the code to increment the appropriate value, in a
7947 format that can be written out by a compiler runtime and consumed via
7948 the ``llvm-profdata`` tool.
7949
7950 Standard C Library Intrinsics
7951 -----------------------------
7952
7953 LLVM provides intrinsics for a few important standard C library
7954 functions. These intrinsics allow source-language front-ends to pass
7955 information about the alignment of the pointer arguments to the code
7956 generator, providing opportunity for more efficient code generation.
7957
7958 .. _int_memcpy:
7959
7960 '``llvm.memcpy``' Intrinsic
7961 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7962
7963 Syntax:
7964 """""""
7965
7966 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy`` on any
7967 integer bit width and for different address spaces. Not all targets
7968 support all bit widths however.
7969
7970 ::
7971
7972       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
7973                                               i32 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
7974       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
7975                                               i64 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
7976
7977 Overview:
7978 """""""""
7979
7980 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
7981 source location to the destination location.
7982
7983 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memcpy.*``
7984 intrinsics do not return a value, takes extra alignment/isvolatile
7985 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
7986
7987 Arguments:
7988 """"""""""
7989
7990 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
7991 pointer to the source. The third argument is an integer argument
7992 specifying the number of bytes to copy, the fourth argument is the
7993 alignment of the source and destination locations, and the fifth is a
7994 boolean indicating a volatile access.
7995
7996 If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
7997 then the caller guarantees that both the source and destination pointers
7998 are aligned to that boundary.
7999
8000 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memcpy`` call is
8001 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
8002 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
8003
8004 Semantics:
8005 """"""""""
8006
8007 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
8008 source location to the destination location, which are not allowed to
8009 overlap. It copies "len" bytes of memory over. If the argument is known
8010 to be aligned to some boundary, this can be specified as the fourth
8011 argument, otherwise it should be set to 0 or 1 (both meaning no alignment).
8012
8013 '``llvm.memmove``' Intrinsic
8014 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8015
8016 Syntax:
8017 """""""
8018
8019 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memmove on any integer
8020 bit width and for different address space. Not all targets support all
8021 bit widths however.
8022
8023 ::
8024
8025       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
8026                                                i32 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
8027       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
8028                                                i64 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
8029
8030 Overview:
8031 """""""""
8032
8033 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics move a block of memory from the
8034 source location to the destination location. It is similar to the
8035 '``llvm.memcpy``' intrinsic but allows the two memory locations to
8036 overlap.
8037
8038 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memmove.*``
8039 intrinsics do not return a value, takes extra alignment/isvolatile
8040 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
8041
8042 Arguments:
8043 """"""""""
8044
8045 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
8046 pointer to the source. The third argument is an integer argument
8047 specifying the number of bytes to copy, the fourth argument is the
8048 alignment of the source and destination locations, and the fifth is a
8049 boolean indicating a volatile access.
8050
8051 If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
8052 then the caller guarantees that the source and destination pointers are
8053 aligned to that boundary.
8054
8055 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memmove`` call
8056 is a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is
8057 not very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
8058
8059 Semantics:
8060 """"""""""
8061
8062 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics copy a block of memory from the
8063 source location to the destination location, which may overlap. It
8064 copies "len" bytes of memory over. If the argument is known to be
8065 aligned to some boundary, this can be specified as the fourth argument,
8066 otherwise it should be set to 0 or 1 (both meaning no alignment).
8067
8068 '``llvm.memset.*``' Intrinsics
8069 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8070
8071 Syntax:
8072 """""""
8073
8074 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memset on any integer
8075 bit width and for different address spaces. However, not all targets
8076 support all bit widths.
8077
8078 ::
8079
8080       declare void @llvm.memset.p0i8.i32(i8* <dest>, i8 <val>,
8081                                          i32 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
8082       declare void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* <dest>, i8 <val>,
8083                                          i64 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
8084
8085 Overview:
8086 """""""""
8087
8088 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill a block of memory with a
8089 particular byte value.
8090
8091 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memset``
8092 intrinsic does not return a value and takes extra alignment/volatile
8093 arguments. Also, the destination can be in an arbitrary address space.
8094
8095 Arguments:
8096 """"""""""
8097
8098 The first argument is a pointer to the destination to fill, the second
8099 is the byte value with which to fill it, the third argument is an
8100 integer argument specifying the number of bytes to fill, and the fourth
8101 argument is the known alignment of the destination location.
8102
8103 If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
8104 then the caller guarantees that the destination pointer is aligned to
8105 that boundary.
8106
8107 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memset`` call is
8108 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
8109 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
8110
8111 Semantics:
8112 """"""""""
8113
8114 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill "len" bytes of memory starting
8115 at the destination location. If the argument is known to be aligned to
8116 some boundary, this can be specified as the fourth argument, otherwise
8117 it should be set to 0 or 1 (both meaning no alignment).
8118
8119 '``llvm.sqrt.*``' Intrinsic
8120 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8121
8122 Syntax:
8123 """""""
8124
8125 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sqrt`` on any
8126 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8127 all types however.
8128
8129 ::
8130
8131       declare float     @llvm.sqrt.f32(float %Val)
8132       declare double    @llvm.sqrt.f64(double %Val)
8133       declare x86_fp80  @llvm.sqrt.f80(x86_fp80 %Val)
8134       declare fp128     @llvm.sqrt.f128(fp128 %Val)
8135       declare ppc_fp128 @llvm.sqrt.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
8136
8137 Overview:
8138 """""""""
8139
8140 The '``llvm.sqrt``' intrinsics return the sqrt of the specified operand,
8141 returning the same value as the libm '``sqrt``' functions would. Unlike
8142 ``sqrt`` in libm, however, ``llvm.sqrt`` has undefined behavior for
8143 negative numbers other than -0.0 (which allows for better optimization,
8144 because there is no need to worry about errno being set).
8145 ``llvm.sqrt(-0.0)`` is defined to return -0.0 like IEEE sqrt.
8146
8147 Arguments:
8148 """"""""""
8149
8150 The argument and return value are floating point numbers of the same
8151 type.
8152
8153 Semantics:
8154 """"""""""
8155
8156 This function returns the sqrt of the specified operand if it is a
8157 nonnegative floating point number.
8158
8159 '``llvm.powi.*``' Intrinsic
8160 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8161
8162 Syntax:
8163 """""""
8164
8165 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.powi`` on any
8166 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8167 all types however.
8168
8169 ::
8170
8171       declare float     @llvm.powi.f32(float  %Val, i32 %power)
8172       declare double    @llvm.powi.f64(double %Val, i32 %power)
8173       declare x86_fp80  @llvm.powi.f80(x86_fp80  %Val, i32 %power)
8174       declare fp128     @llvm.powi.f128(fp128 %Val, i32 %power)
8175       declare ppc_fp128 @llvm.powi.ppcf128(ppc_fp128  %Val, i32 %power)
8176
8177 Overview:
8178 """""""""
8179
8180 The '``llvm.powi.*``' intrinsics return the first operand raised to the
8181 specified (positive or negative) power. The order of evaluation of
8182 multiplications is not defined. When a vector of floating point type is
8183 used, the second argument remains a scalar integer value.
8184
8185 Arguments:
8186 """"""""""
8187
8188 The second argument is an integer power, and the first is a value to
8189 raise to that power.
8190
8191 Semantics:
8192 """"""""""
8193
8194 This function returns the first value raised to the second power with an
8195 unspecified sequence of rounding operations.
8196
8197 '``llvm.sin.*``' Intrinsic
8198 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8199
8200 Syntax:
8201 """""""
8202
8203 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sin`` on any
8204 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8205 all types however.
8206
8207 ::
8208
8209       declare float     @llvm.sin.f32(float  %Val)
8210       declare double    @llvm.sin.f64(double %Val)
8211       declare x86_fp80  @llvm.sin.f80(x86_fp80  %Val)
8212       declare fp128     @llvm.sin.f128(fp128 %Val)
8213       declare ppc_fp128 @llvm.sin.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8214
8215 Overview:
8216 """""""""
8217
8218 The '``llvm.sin.*``' intrinsics return the sine of the operand.
8219
8220 Arguments:
8221 """"""""""
8222
8223 The argument and return value are floating point numbers of the same
8224 type.
8225
8226 Semantics:
8227 """"""""""
8228
8229 This function returns the sine of the specified operand, returning the
8230 same values as the libm ``sin`` functions would, and handles error
8231 conditions in the same way.
8232
8233 '``llvm.cos.*``' Intrinsic
8234 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8235
8236 Syntax:
8237 """""""
8238
8239 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cos`` on any
8240 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8241 all types however.
8242
8243 ::
8244
8245       declare float     @llvm.cos.f32(float  %Val)
8246       declare double    @llvm.cos.f64(double %Val)
8247       declare x86_fp80  @llvm.cos.f80(x86_fp80  %Val)
8248       declare fp128     @llvm.cos.f128(fp128 %Val)
8249       declare ppc_fp128 @llvm.cos.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8250
8251 Overview:
8252 """""""""
8253
8254 The '``llvm.cos.*``' intrinsics return the cosine of the operand.
8255
8256 Arguments:
8257 """"""""""
8258
8259 The argument and return value are floating point numbers of the same
8260 type.
8261
8262 Semantics:
8263 """"""""""
8264
8265 This function returns the cosine of the specified operand, returning the
8266 same values as the libm ``cos`` functions would, and handles error
8267 conditions in the same way.
8268
8269 '``llvm.pow.*``' Intrinsic
8270 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8271
8272 Syntax:
8273 """""""
8274
8275 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.pow`` on any
8276 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8277 all types however.
8278
8279 ::
8280
8281       declare float     @llvm.pow.f32(float  %Val, float %Power)
8282       declare double    @llvm.pow.f64(double %Val, double %Power)
8283       declare x86_fp80  @llvm.pow.f80(x86_fp80  %Val, x86_fp80 %Power)
8284       declare fp128     @llvm.pow.f128(fp128 %Val, fp128 %Power)
8285       declare ppc_fp128 @llvm.pow.ppcf128(ppc_fp128  %Val, ppc_fp128 Power)
8286
8287 Overview:
8288 """""""""
8289
8290 The '``llvm.pow.*``' intrinsics return the first operand raised to the
8291 specified (positive or negative) power.
8292
8293 Arguments:
8294 """"""""""
8295
8296 The second argument is a floating point power, and the first is a value
8297 to raise to that power.
8298
8299 Semantics:
8300 """"""""""
8301
8302 This function returns the first value raised to the second power,
8303 returning the same values as the libm ``pow`` functions would, and
8304 handles error conditions in the same way.
8305
8306 '``llvm.exp.*``' Intrinsic
8307 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8308
8309 Syntax:
8310 """""""
8311
8312 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp`` on any
8313 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8314 all types however.
8315
8316 ::
8317
8318       declare float     @llvm.exp.f32(float  %Val)
8319       declare double    @llvm.exp.f64(double %Val)
8320       declare x86_fp80  @llvm.exp.f80(x86_fp80  %Val)
8321       declare fp128     @llvm.exp.f128(fp128 %Val)
8322       declare ppc_fp128 @llvm.exp.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8323
8324 Overview:
8325 """""""""
8326
8327 The '``llvm.exp.*``' intrinsics perform the exp function.
8328
8329 Arguments:
8330 """"""""""
8331
8332 The argument and return value are floating point numbers of the same
8333 type.
8334
8335 Semantics:
8336 """"""""""
8337
8338 This function returns the same values as the libm ``exp`` functions
8339 would, and handles error conditions in the same way.
8340
8341 '``llvm.exp2.*``' Intrinsic
8342 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8343
8344 Syntax:
8345 """""""
8346
8347 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp2`` on any
8348 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8349 all types however.
8350
8351 ::
8352
8353       declare float     @llvm.exp2.f32(float  %Val)
8354       declare double    @llvm.exp2.f64(double %Val)
8355       declare x86_fp80  @llvm.exp2.f80(x86_fp80  %Val)
8356       declare fp128     @llvm.exp2.f128(fp128 %Val)
8357       declare ppc_fp128 @llvm.exp2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8358
8359 Overview:
8360 """""""""
8361
8362 The '``llvm.exp2.*``' intrinsics perform the exp2 function.
8363
8364 Arguments:
8365 """"""""""
8366
8367 The argument and return value are floating point numbers of the same
8368 type.
8369
8370 Semantics:
8371 """"""""""
8372
8373 This function returns the same values as the libm ``exp2`` functions
8374 would, and handles error conditions in the same way.
8375
8376 '``llvm.log.*``' Intrinsic
8377 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8378
8379 Syntax:
8380 """""""
8381
8382 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log`` on any
8383 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8384 all types however.
8385
8386 ::
8387
8388       declare float     @llvm.log.f32(float  %Val)
8389       declare double    @llvm.log.f64(double %Val)
8390       declare x86_fp80  @llvm.log.f80(x86_fp80  %Val)
8391       declare fp128     @llvm.log.f128(fp128 %Val)
8392       declare ppc_fp128 @llvm.log.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8393
8394 Overview:
8395 """""""""
8396
8397 The '``llvm.log.*``' intrinsics perform the log function.
8398
8399 Arguments:
8400 """"""""""
8401
8402 The argument and return value are floating point numbers of the same
8403 type.
8404
8405 Semantics:
8406 """"""""""
8407
8408 This function returns the same values as the libm ``log`` functions
8409 would, and handles error conditions in the same way.
8410
8411 '``llvm.log10.*``' Intrinsic
8412 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8413
8414 Syntax:
8415 """""""
8416
8417 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log10`` on any
8418 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8419 all types however.
8420
8421 ::
8422
8423       declare float     @llvm.log10.f32(float  %Val)
8424       declare double    @llvm.log10.f64(double %Val)
8425       declare x86_fp80  @llvm.log10.f80(x86_fp80  %Val)
8426       declare fp128     @llvm.log10.f128(fp128 %Val)
8427       declare ppc_fp128 @llvm.log10.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8428
8429 Overview:
8430 """""""""
8431
8432 The '``llvm.log10.*``' intrinsics perform the log10 function.
8433
8434 Arguments:
8435 """"""""""
8436
8437 The argument and return value are floating point numbers of the same
8438 type.
8439
8440 Semantics:
8441 """"""""""
8442
8443 This function returns the same values as the libm ``log10`` functions
8444 would, and handles error conditions in the same way.
8445
8446 '``llvm.log2.*``' Intrinsic
8447 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8448
8449 Syntax:
8450 """""""
8451
8452 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log2`` on any
8453 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8454 all types however.
8455
8456 ::
8457
8458       declare float     @llvm.log2.f32(float  %Val)
8459       declare double    @llvm.log2.f64(double %Val)
8460       declare x86_fp80  @llvm.log2.f80(x86_fp80  %Val)
8461       declare fp128     @llvm.log2.f128(fp128 %Val)
8462       declare ppc_fp128 @llvm.log2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8463
8464 Overview:
8465 """""""""
8466
8467 The '``llvm.log2.*``' intrinsics perform the log2 function.
8468
8469 Arguments:
8470 """"""""""
8471
8472 The argument and return value are floating point numbers of the same
8473 type.
8474
8475 Semantics:
8476 """"""""""
8477
8478 This function returns the same values as the libm ``log2`` functions
8479 would, and handles error conditions in the same way.
8480
8481 '``llvm.fma.*``' Intrinsic
8482 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8483
8484 Syntax:
8485 """""""
8486
8487 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fma`` on any
8488 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8489 all types however.
8490
8491 ::
8492
8493       declare float     @llvm.fma.f32(float  %a, float  %b, float  %c)
8494       declare double    @llvm.fma.f64(double %a, double %b, double %c)
8495       declare x86_fp80  @llvm.fma.f80(x86_fp80 %a, x86_fp80 %b, x86_fp80 %c)
8496       declare fp128     @llvm.fma.f128(fp128 %a, fp128 %b, fp128 %c)
8497       declare ppc_fp128 @llvm.fma.ppcf128(ppc_fp128 %a, ppc_fp128 %b, ppc_fp128 %c)
8498
8499 Overview:
8500 """""""""
8501
8502 The '``llvm.fma.*``' intrinsics perform the fused multiply-add
8503 operation.
8504
8505 Arguments:
8506 """"""""""
8507
8508 The argument and return value are floating point numbers of the same
8509 type.
8510
8511 Semantics:
8512 """"""""""
8513
8514 This function returns the same values as the libm ``fma`` functions
8515 would, and does not set errno.
8516
8517 '``llvm.fabs.*``' Intrinsic
8518 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8519
8520 Syntax:
8521 """""""
8522
8523 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fabs`` on any
8524 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8525 all types however.
8526
8527 ::
8528
8529       declare float     @llvm.fabs.f32(float  %Val)
8530       declare double    @llvm.fabs.f64(double %Val)
8531       declare x86_fp80  @llvm.fabs.f80(x86_fp80 %Val)
8532       declare fp128     @llvm.fabs.f128(fp128 %Val)
8533       declare ppc_fp128 @llvm.fabs.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
8534
8535 Overview:
8536 """""""""
8537
8538 The '``llvm.fabs.*``' intrinsics return the absolute value of the
8539 operand.
8540
8541 Arguments:
8542 """"""""""
8543
8544 The argument and return value are floating point numbers of the same
8545 type.
8546
8547 Semantics:
8548 """"""""""
8549
8550 This function returns the same values as the libm ``fabs`` functions
8551 would, and handles error conditions in the same way.
8552
8553 '``llvm.minnum.*``' Intrinsic
8554 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8555
8556 Syntax:
8557 """""""
8558
8559 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.minnum`` on any
8560 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8561 all types however.
8562
8563 ::
8564
8565       declare float     @llvm.minnum.f32(float %Val0, float %Val1)
8566       declare double    @llvm.minnum.f64(double %Val0, double %Val1)
8567       declare x86_fp80  @llvm.minnum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
8568       declare fp128     @llvm.minnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
8569       declare ppc_fp128 @llvm.minnum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
8570
8571 Overview:
8572 """""""""
8573
8574 The '``llvm.minnum.*``' intrinsics return the minimum of the two
8575 arguments.
8576
8577
8578 Arguments:
8579 """"""""""
8580
8581 The arguments and return value are floating point numbers of the same
8582 type.
8583
8584 Semantics:
8585 """"""""""
8586
8587 Follows the IEEE-754 semantics for minNum, which also match for libm's
8588 fmin.
8589
8590 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
8591 NaN only if both operands are NaN. If the operands compare equal,
8592 returns a value that compares equal to both operands. This means that
8593 fmin(+/-0.0, +/-0.0) could return either -0.0 or 0.0.
8594
8595 '``llvm.maxnum.*``' Intrinsic
8596 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8597
8598 Syntax:
8599 """""""
8600
8601 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.maxnum`` on any
8602 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8603 all types however.
8604
8605 ::
8606
8607       declare float     @llvm.maxnum.f32(float  %Val0, float  %Val1l)
8608       declare double    @llvm.maxnum.f64(double %Val0, double %Val1)
8609       declare x86_fp80  @llvm.maxnum.f80(x86_fp80  %Val0, x86_fp80  %Val1)
8610       declare fp128     @llvm.maxnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
8611       declare ppc_fp128 @llvm.maxnum.ppcf128(ppc_fp128  %Val0, ppc_fp128  %Val1)
8612
8613 Overview:
8614 """""""""
8615
8616 The '``llvm.maxnum.*``' intrinsics return the maximum of the two
8617 arguments.
8618
8619
8620 Arguments:
8621 """"""""""
8622
8623 The arguments and return value are floating point numbers of the same
8624 type.
8625
8626 Semantics:
8627 """"""""""
8628 Follows the IEEE-754 semantics for maxNum, which also match for libm's
8629 fmax.
8630
8631 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
8632 NaN only if both operands are NaN. If the operands compare equal,
8633 returns a value that compares equal to both operands. This means that
8634 fmax(+/-0.0, +/-0.0) could return either -0.0 or 0.0.
8635
8636 '``llvm.copysign.*``' Intrinsic
8637 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8638
8639 Syntax:
8640 """""""
8641
8642 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.copysign`` on any
8643 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8644 all types however.
8645
8646 ::
8647
8648       declare float     @llvm.copysign.f32(float  %Mag, float  %Sgn)
8649       declare double    @llvm.copysign.f64(double %Mag, double %Sgn)
8650       declare x86_fp80  @llvm.copysign.f80(x86_fp80  %Mag, x86_fp80  %Sgn)
8651       declare fp128     @llvm.copysign.f128(fp128 %Mag, fp128 %Sgn)
8652       declare ppc_fp128 @llvm.copysign.ppcf128(ppc_fp128  %Mag, ppc_fp128  %Sgn)
8653
8654 Overview:
8655 """""""""
8656
8657 The '``llvm.copysign.*``' intrinsics return a value with the magnitude of the
8658 first operand and the sign of the second operand.
8659
8660 Arguments:
8661 """"""""""
8662
8663 The arguments and return value are floating point numbers of the same
8664 type.
8665
8666 Semantics:
8667 """"""""""
8668
8669 This function returns the same values as the libm ``copysign``
8670 functions would, and handles error conditions in the same way.
8671
8672 '``llvm.floor.*``' Intrinsic
8673 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8674
8675 Syntax:
8676 """""""
8677
8678 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.floor`` on any
8679 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8680 all types however.
8681
8682 ::
8683
8684       declare float     @llvm.floor.f32(float  %Val)
8685       declare double    @llvm.floor.f64(double %Val)
8686       declare x86_fp80  @llvm.floor.f80(x86_fp80  %Val)
8687       declare fp128     @llvm.floor.f128(fp128 %Val)
8688       declare ppc_fp128 @llvm.floor.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8689
8690 Overview:
8691 """""""""
8692
8693 The '``llvm.floor.*``' intrinsics return the floor of the operand.
8694
8695 Arguments:
8696 """"""""""
8697
8698 The argument and return value are floating point numbers of the same
8699 type.
8700
8701 Semantics:
8702 """"""""""
8703
8704 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
8705 would, and handles error conditions in the same way.
8706
8707 '``llvm.ceil.*``' Intrinsic
8708 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8709
8710 Syntax:
8711 """""""
8712
8713 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ceil`` on any
8714 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8715 all types however.
8716
8717 ::
8718
8719       declare float     @llvm.ceil.f32(float  %Val)
8720       declare double    @llvm.ceil.f64(double %Val)
8721       declare x86_fp80  @llvm.ceil.f80(x86_fp80  %Val)
8722       declare fp128     @llvm.ceil.f128(fp128 %Val)
8723       declare ppc_fp128 @llvm.ceil.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8724
8725 Overview:
8726 """""""""
8727
8728 The '``llvm.ceil.*``' intrinsics return the ceiling of the operand.
8729
8730 Arguments:
8731 """"""""""
8732
8733 The argument and return value are floating point numbers of the same
8734 type.
8735
8736 Semantics:
8737 """"""""""
8738
8739 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
8740 would, and handles error conditions in the same way.
8741
8742 '``llvm.trunc.*``' Intrinsic
8743 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8744
8745 Syntax:
8746 """""""
8747
8748 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.trunc`` on any
8749 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8750 all types however.
8751
8752 ::
8753
8754       declare float     @llvm.trunc.f32(float  %Val)
8755       declare double    @llvm.trunc.f64(double %Val)
8756       declare x86_fp80  @llvm.trunc.f80(x86_fp80  %Val)
8757       declare fp128     @llvm.trunc.f128(fp128 %Val)
8758       declare ppc_fp128 @llvm.trunc.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8759
8760 Overview:
8761 """""""""
8762
8763 The '``llvm.trunc.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
8764 nearest integer not larger in magnitude than the operand.
8765
8766 Arguments:
8767 """"""""""
8768
8769 The argument and return value are floating point numbers of the same
8770 type.
8771
8772 Semantics:
8773 """"""""""
8774
8775 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
8776 would, and handles error conditions in the same way.
8777
8778 '``llvm.rint.*``' Intrinsic
8779 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8780
8781 Syntax:
8782 """""""
8783
8784 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.rint`` on any
8785 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8786 all types however.
8787
8788 ::
8789
8790       declare float     @llvm.rint.f32(float  %Val)
8791       declare double    @llvm.rint.f64(double %Val)
8792       declare x86_fp80  @llvm.rint.f80(x86_fp80  %Val)
8793       declare fp128     @llvm.rint.f128(fp128 %Val)
8794       declare ppc_fp128 @llvm.rint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8795
8796 Overview:
8797 """""""""
8798
8799 The '``llvm.rint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
8800 nearest integer. It may raise an inexact floating-point exception if the
8801 operand isn't an integer.
8802
8803 Arguments:
8804 """"""""""
8805
8806 The argument and return value are floating point numbers of the same
8807 type.
8808
8809 Semantics:
8810 """"""""""
8811
8812 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
8813 would, and handles error conditions in the same way.
8814
8815 '``llvm.nearbyint.*``' Intrinsic
8816 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8817
8818 Syntax:
8819 """""""
8820
8821 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.nearbyint`` on any
8822 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8823 all types however.
8824
8825 ::
8826
8827       declare float     @llvm.nearbyint.f32(float  %Val)
8828       declare double    @llvm.nearbyint.f64(double %Val)
8829       declare x86_fp80  @llvm.nearbyint.f80(x86_fp80  %Val)
8830       declare fp128     @llvm.nearbyint.f128(fp128 %Val)
8831       declare ppc_fp128 @llvm.nearbyint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8832
8833 Overview:
8834 """""""""
8835
8836 The '``llvm.nearbyint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
8837 nearest integer.
8838
8839 Arguments:
8840 """"""""""
8841
8842 The argument and return value are floating point numbers of the same
8843 type.
8844
8845 Semantics:
8846 """"""""""
8847
8848 This function returns the same values as the libm ``nearbyint``
8849 functions would, and handles error conditions in the same way.
8850
8851 '``llvm.round.*``' Intrinsic
8852 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8853
8854 Syntax:
8855 """""""
8856
8857 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.round`` on any
8858 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8859 all types however.
8860
8861 ::
8862
8863       declare float     @llvm.round.f32(float  %Val)
8864       declare double    @llvm.round.f64(double %Val)
8865       declare x86_fp80  @llvm.round.f80(x86_fp80  %Val)
8866       declare fp128     @llvm.round.f128(fp128 %Val)
8867       declare ppc_fp128 @llvm.round.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8868
8869 Overview:
8870 """""""""
8871
8872 The '``llvm.round.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
8873 nearest integer.
8874
8875 Arguments:
8876 """"""""""
8877
8878 The argument and return value are floating point numbers of the same
8879 type.
8880
8881 Semantics:
8882 """"""""""
8883
8884 This function returns the same values as the libm ``round``
8885 functions would, and handles error conditions in the same way.
8886
8887 Bit Manipulation Intrinsics
8888 ---------------------------
8889
8890 LLVM provides intrinsics for a few important bit manipulation
8891 operations. These allow efficient code generation for some algorithms.
8892
8893 '``llvm.bswap.*``' Intrinsics
8894 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8895
8896 Syntax:
8897 """""""
8898
8899 This is an overloaded intrinsic function. You can use bswap on any
8900 integer type that is an even number of bytes (i.e. BitWidth % 16 == 0).
8901
8902 ::
8903
8904       declare i16 @llvm.bswap.i16(i16 <id>)
8905       declare i32 @llvm.bswap.i32(i32 <id>)
8906       declare i64 @llvm.bswap.i64(i64 <id>)
8907
8908 Overview:
8909 """""""""
8910
8911 The '``llvm.bswap``' family of intrinsics is used to byte swap integer
8912 values with an even number of bytes (positive multiple of 16 bits).
8913 These are useful for performing operations on data that is not in the
8914 target's native byte order.
8915
8916 Semantics:
8917 """"""""""
8918
8919 The ``llvm.bswap.i16`` intrinsic returns an i16 value that has the high
8920 and low byte of the input i16 swapped. Similarly, the ``llvm.bswap.i32``
8921 intrinsic returns an i32 value that has the four bytes of the input i32
8922 swapped, so that if the input bytes are numbered 0, 1, 2, 3 then the
8923 returned i32 will have its bytes in 3, 2, 1, 0 order. The
8924 ``llvm.bswap.i48``, ``llvm.bswap.i64`` and other intrinsics extend this
8925 concept to additional even-byte lengths (6 bytes, 8 bytes and more,
8926 respectively).
8927
8928 '``llvm.ctpop.*``' Intrinsic
8929 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8930
8931 Syntax:
8932 """""""
8933
8934 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.ctpop on any integer
8935 bit width, or on any vector with integer elements. Not all targets
8936 support all bit widths or vector types, however.
8937
8938 ::
8939
8940       declare i8 @llvm.ctpop.i8(i8  <src>)
8941       declare i16 @llvm.ctpop.i16(i16 <src>)
8942       declare i32 @llvm.ctpop.i32(i32 <src>)
8943       declare i64 @llvm.ctpop.i64(i64 <src>)
8944       declare i256 @llvm.ctpop.i256(i256 <src>)
8945       declare <2 x i32> @llvm.ctpop.v2i32(<2 x i32> <src>)
8946
8947 Overview:
8948 """""""""
8949
8950 The '``llvm.ctpop``' family of intrinsics counts the number of bits set
8951 in a value.
8952
8953 Arguments:
8954 """"""""""
8955
8956 The only argument is the value to be counted. The argument may be of any
8957 integer type, or a vector with integer elements. The return type must
8958 match the argument type.
8959
8960 Semantics:
8961 """"""""""
8962
8963 The '``llvm.ctpop``' intrinsic counts the 1's in a variable, or within
8964 each element of a vector.
8965
8966 '``llvm.ctlz.*``' Intrinsic
8967 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8968
8969 Syntax:
8970 """""""
8971
8972 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ctlz`` on any
8973 integer bit width, or any vector whose elements are integers. Not all
8974 targets support all bit widths or vector types, however.
8975
8976 ::
8977
8978       declare i8   @llvm.ctlz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
8979       declare i16  @llvm.ctlz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
8980       declare i32  @llvm.ctlz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
8981       declare i64  @llvm.ctlz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
8982       declare i256 @llvm.ctlz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
8983       declase <2 x i32> @llvm.ctlz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
8984
8985 Overview:
8986 """""""""
8987
8988 The '``llvm.ctlz``' family of intrinsic functions counts the number of
8989 leading zeros in a variable.
8990
8991 Arguments:
8992 """"""""""
8993
8994 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
8995 any integer type, or a vector with integer element type. The return
8996 type must match the first argument type.
8997
8998 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
8999 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
9000 defined result. Historically some architectures did not provide a
9001 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
9002 now predicated on avoiding zero-value inputs.
9003
9004 Semantics:
9005 """"""""""
9006
9007 The '``llvm.ctlz``' intrinsic counts the leading (most significant)
9008 zeros in a variable, or within each element of the vector. If
9009 ``src == 0`` then the result is the size in bits of the type of ``src``
9010 if ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
9011 ``llvm.ctlz(i32 2) = 30``.
9012
9013 '``llvm.cttz.*``' Intrinsic
9014 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9015
9016 Syntax:
9017 """""""
9018
9019 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cttz`` on any
9020 integer bit width, or any vector of integer elements. Not all targets
9021 support all bit widths or vector types, however.
9022
9023 ::
9024
9025       declare i8   @llvm.cttz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
9026       declare i16  @llvm.cttz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
9027       declare i32  @llvm.cttz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
9028       declare i64  @llvm.cttz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
9029       declare i256 @llvm.cttz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
9030       declase <2 x i32> @llvm.cttz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
9031
9032 Overview:
9033 """""""""
9034
9035 The '``llvm.cttz``' family of intrinsic functions counts the number of
9036 trailing zeros.
9037
9038 Arguments:
9039 """"""""""
9040
9041 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
9042 any integer type, or a vector with integer element type. The return
9043 type must match the first argument type.
9044
9045 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
9046 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
9047 defined result. Historically some architectures did not provide a
9048 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
9049 now predicated on avoiding zero-value inputs.
9050
9051 Semantics:
9052 """"""""""
9053
9054 The '``llvm.cttz``' intrinsic counts the trailing (least significant)
9055 zeros in a variable, or within each element of a vector. If ``src == 0``
9056 then the result is the size in bits of the type of ``src`` if
9057 ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
9058 ``llvm.cttz(2) = 1``.
9059
9060 .. _int_overflow:
9061
9062 Arithmetic with Overflow Intrinsics
9063 -----------------------------------
9064
9065 LLVM provides intrinsics for some arithmetic with overflow operations.
9066
9067 '``llvm.sadd.with.overflow.*``' Intrinsics
9068 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9069
9070 Syntax:
9071 """""""
9072
9073 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.with.overflow``
9074 on any integer bit width.
9075
9076 ::
9077
9078       declare {i16, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
9079       declare {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9080       declare {i64, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
9081
9082 Overview:
9083 """""""""
9084
9085 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9086 a signed addition of the two arguments, and indicate whether an overflow
9087 occurred during the signed summation.
9088
9089 Arguments:
9090 """"""""""
9091
9092 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
9093 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
9094 bit width. The second element of the result structure must be of type
9095 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
9096 addition.
9097
9098 Semantics:
9099 """"""""""
9100
9101 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9102 a signed addition of the two variables. They return a structure --- the
9103 first element of which is the signed summation, and the second element
9104 of which is a bit specifying if the signed summation resulted in an
9105 overflow.
9106
9107 Examples:
9108 """""""""
9109
9110 .. code-block:: llvm
9111
9112       %res = call {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9113       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
9114       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
9115       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
9116
9117 '``llvm.uadd.with.overflow.*``' Intrinsics
9118 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9119
9120 Syntax:
9121 """""""
9122
9123 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.with.overflow``
9124 on any integer bit width.
9125
9126 ::
9127
9128       declare {i16, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
9129       declare {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9130       declare {i64, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
9131
9132 Overview:
9133 """""""""
9134
9135 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9136 an unsigned addition of the two arguments, and indicate whether a carry
9137 occurred during the unsigned summation.
9138
9139 Arguments:
9140 """"""""""
9141
9142 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
9143 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
9144 bit width. The second element of the result structure must be of type
9145 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
9146 addition.
9147
9148 Semantics:
9149 """"""""""
9150
9151 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9152 an unsigned addition of the two arguments. They return a structure --- the
9153 first element of which is the sum, and the second element of which is a
9154 bit specifying if the unsigned summation resulted in a carry.
9155
9156 Examples:
9157 """""""""
9158
9159 .. code-block:: llvm
9160
9161       %res = call {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9162       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
9163       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
9164       br i1 %obit, label %carry, label %normal
9165
9166 '``llvm.ssub.with.overflow.*``' Intrinsics
9167 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9168
9169 Syntax:
9170 """""""
9171
9172 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.with.overflow``
9173 on any integer bit width.
9174
9175 ::
9176
9177       declare {i16, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
9178       declare {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9179       declare {i64, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
9180
9181 Overview:
9182 """""""""
9183
9184 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9185 a signed subtraction of the two arguments, and indicate whether an
9186 overflow occurred during the signed subtraction.
9187
9188 Arguments:
9189 """"""""""
9190
9191 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
9192 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
9193 bit width. The second element of the result structure must be of type
9194 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
9195 subtraction.
9196
9197 Semantics:
9198 """"""""""
9199
9200 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9201 a signed subtraction of the two arguments. They return a structure --- the
9202 first element of which is the subtraction, and the second element of
9203 which is a bit specifying if the signed subtraction resulted in an
9204 overflow.
9205
9206 Examples:
9207 """""""""
9208
9209 .. code-block:: llvm
9210
9211       %res = call {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9212       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
9213       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
9214       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
9215
9216 '``llvm.usub.with.overflow.*``' Intrinsics
9217 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9218
9219 Syntax:
9220 """""""
9221
9222 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.with.overflow``
9223 on any integer bit width.
9224
9225 ::
9226
9227       declare {i16, i1} @llvm.usub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
9228       declare {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9229       declare {i64, i1} @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
9230
9231 Overview:
9232 """""""""
9233
9234 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9235 an unsigned subtraction of the two arguments, and indicate whether an
9236 overflow occurred during the unsigned subtraction.
9237
9238 Arguments:
9239 """"""""""
9240
9241 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
9242 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
9243 bit width. The second element of the result structure must be of type
9244 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
9245 subtraction.
9246
9247 Semantics:
9248 """"""""""
9249
9250 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9251 an unsigned subtraction of the two arguments. They return a structure ---
9252 the first element of which is the subtraction, and the second element of
9253 which is a bit specifying if the unsigned subtraction resulted in an
9254 overflow.
9255
9256 Examples:
9257 """""""""
9258
9259 .. code-block:: llvm
9260
9261       %res = call {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9262       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
9263       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
9264       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
9265
9266 '``llvm.smul.with.overflow.*``' Intrinsics
9267 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9268
9269 Syntax:
9270 """""""
9271
9272 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.with.overflow``
9273 on any integer bit width.
9274
9275 ::
9276
9277       declare {i16, i1} @llvm.smul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
9278       declare {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9279       declare {i64, i1} @llvm.smul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
9280
9281 Overview:
9282 """""""""
9283
9284 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9285 a signed multiplication of the two arguments, and indicate whether an
9286 overflow occurred during the signed multiplication.
9287
9288 Arguments:
9289 """"""""""
9290
9291 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
9292 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
9293 bit width. The second element of the result structure must be of type
9294 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
9295 multiplication.
9296
9297 Semantics:
9298 """"""""""
9299
9300 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9301 a signed multiplication of the two arguments. They return a structure ---
9302 the first element of which is the multiplication, and the second element
9303 of which is a bit specifying if the signed multiplication resulted in an
9304 overflow.
9305
9306 Examples:
9307 """""""""
9308
9309 .. code-block:: llvm
9310
9311       %res = call {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9312       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
9313       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
9314       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
9315
9316 '``llvm.umul.with.overflow.*``' Intrinsics
9317 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9318
9319 Syntax:
9320 """""""
9321
9322 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.with.overflow``
9323 on any integer bit width.
9324
9325 ::
9326
9327       declare {i16, i1} @llvm.umul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
9328       declare {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9329       declare {i64, i1} @llvm.umul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
9330
9331 Overview:
9332 """""""""
9333
9334 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9335 a unsigned multiplication of the two arguments, and indicate whether an
9336 overflow occurred during the unsigned multiplication.
9337
9338 Arguments:
9339 """"""""""
9340
9341 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
9342 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
9343 bit width. The second element of the result structure must be of type
9344 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
9345 multiplication.
9346
9347 Semantics:
9348 """"""""""
9349
9350 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
9351 an unsigned multiplication of the two arguments. They return a structure ---
9352 the first element of which is the multiplication, and the second
9353 element of which is a bit specifying if the unsigned multiplication
9354 resulted in an overflow.
9355
9356 Examples:
9357 """""""""
9358
9359 .. code-block:: llvm
9360
9361       %res = call {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
9362       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
9363       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
9364       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
9365
9366 Specialised Arithmetic Intrinsics
9367 ---------------------------------
9368
9369 '``llvm.fmuladd.*``' Intrinsic
9370 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9371
9372 Syntax:
9373 """""""
9374
9375 ::
9376
9377       declare float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c)
9378       declare double @llvm.fmuladd.f64(double %a, double %b, double %c)
9379
9380 Overview:
9381 """""""""
9382
9383 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsic functions represent multiply-add
9384 expressions that can be fused if the code generator determines that (a) the
9385 target instruction set has support for a fused operation, and (b) that the
9386 fused operation is more efficient than the equivalent, separate pair of mul
9387 and add instructions.
9388
9389 Arguments:
9390 """"""""""
9391
9392 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsics each take three arguments: two
9393 multiplicands, a and b, and an addend c.
9394
9395 Semantics:
9396 """"""""""
9397
9398 The expression:
9399
9400 ::
9401
9402       %0 = call float @llvm.fmuladd.f32(%a, %b, %c)
9403
9404 is equivalent to the expression a \* b + c, except that rounding will
9405 not be performed between the multiplication and addition steps if the
9406 code generator fuses the operations. Fusion is not guaranteed, even if
9407 the target platform supports it. If a fused multiply-add is required the
9408 corresponding llvm.fma.\* intrinsic function should be used
9409 instead. This never sets errno, just as '``llvm.fma.*``'.
9410
9411 Examples:
9412 """""""""
9413
9414 .. code-block:: llvm
9415
9416       %r2 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c) ; yields float:r2 = (a * b) + c
9417
9418 Half Precision Floating Point Intrinsics
9419 ----------------------------------------
9420
9421 For most target platforms, half precision floating point is a
9422 storage-only format. This means that it is a dense encoding (in memory)
9423 but does not support computation in the format.
9424
9425 This means that code must first load the half-precision floating point
9426 value as an i16, then convert it to float with
9427 :ref:`llvm.convert.from.fp16 <int_convert_from_fp16>`. Computation can
9428 then be performed on the float value (including extending to double
9429 etc). To store the value back to memory, it is first converted to float
9430 if needed, then converted to i16 with
9431 :ref:`llvm.convert.to.fp16 <int_convert_to_fp16>`, then storing as an
9432 i16 value.
9433
9434 .. _int_convert_to_fp16:
9435
9436 '``llvm.convert.to.fp16``' Intrinsic
9437 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9438
9439 Syntax:
9440 """""""
9441
9442 ::
9443
9444       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
9445       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f64(double %a)
9446
9447 Overview:
9448 """""""""
9449
9450 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
9451 conventional floating point type to half precision floating point format.
9452
9453 Arguments:
9454 """"""""""
9455
9456 The intrinsic function contains single argument - the value to be
9457 converted.
9458
9459 Semantics:
9460 """"""""""
9461
9462 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
9463 conventional floating point format to half precision floating point format. The
9464 return value is an ``i16`` which contains the converted number.
9465
9466 Examples:
9467 """""""""
9468
9469 .. code-block:: llvm
9470
9471       %res = call i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
9472       store i16 %res, i16* @x, align 2
9473
9474 .. _int_convert_from_fp16:
9475
9476 '``llvm.convert.from.fp16``' Intrinsic
9477 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9478
9479 Syntax:
9480 """""""
9481
9482 ::
9483
9484       declare float @llvm.convert.from.fp16.f32(i16 %a)
9485       declare double @llvm.convert.from.fp16.f64(i16 %a)
9486
9487 Overview:
9488 """""""""
9489
9490 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
9491 conversion from half precision floating point format to single precision
9492 floating point format.
9493
9494 Arguments:
9495 """"""""""
9496
9497 The intrinsic function contains single argument - the value to be
9498 converted.
9499
9500 Semantics:
9501 """"""""""
9502
9503 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
9504 conversion from half single precision floating point format to single
9505 precision floating point format. The input half-float value is
9506 represented by an ``i16`` value.
9507
9508 Examples:
9509 """""""""
9510
9511 .. code-block:: llvm
9512
9513       %a = load i16, i16* @x, align 2
9514       %res = call float @llvm.convert.from.fp16(i16 %a)
9515
9516 .. _dbg_intrinsics:
9517
9518 Debugger Intrinsics
9519 -------------------
9520
9521 The LLVM debugger intrinsics (which all start with ``llvm.dbg.``
9522 prefix), are described in the `LLVM Source Level
9523 Debugging <SourceLevelDebugging.html#format_common_intrinsics>`_
9524 document.
9525
9526 Exception Handling Intrinsics
9527 -----------------------------
9528
9529 The LLVM exception handling intrinsics (which all start with
9530 ``llvm.eh.`` prefix), are described in the `LLVM Exception
9531 Handling <ExceptionHandling.html#format_common_intrinsics>`_ document.
9532
9533 .. _int_trampoline:
9534
9535 Trampoline Intrinsics
9536 ---------------------
9537
9538 These intrinsics make it possible to excise one parameter, marked with
9539 the :ref:`nest <nest>` attribute, from a function. The result is a
9540 callable function pointer lacking the nest parameter - the caller does
9541 not need to provide a value for it. Instead, the value to use is stored
9542 in advance in a "trampoline", a block of memory usually allocated on the
9543 stack, which also contains code to splice the nest value into the
9544 argument list. This is used to implement the GCC nested function address
9545 extension.
9546
9547 For example, if the function is ``i32 f(i8* nest %c, i32 %x, i32 %y)``
9548 then the resulting function pointer has signature ``i32 (i32, i32)*``.
9549 It can be created as follows:
9550
9551 .. code-block:: llvm
9552
9553       %tramp = alloca [10 x i8], align 4 ; size and alignment only correct for X86
9554       %tramp1 = getelementptr [10 x i8], [10 x i8]* %tramp, i32 0, i32 0
9555       call i8* @llvm.init.trampoline(i8* %tramp1, i8* bitcast (i32 (i8*, i32, i32)* @f to i8*), i8* %nval)
9556       %p = call i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* %tramp1)
9557       %fp = bitcast i8* %p to i32 (i32, i32)*
9558
9559 The call ``%val = call i32 %fp(i32 %x, i32 %y)`` is then equivalent to
9560 ``%val = call i32 %f(i8* %nval, i32 %x, i32 %y)``.
9561
9562 .. _int_it:
9563
9564 '``llvm.init.trampoline``' Intrinsic
9565 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9566
9567 Syntax:
9568 """""""
9569
9570 ::
9571
9572       declare void @llvm.init.trampoline(i8* <tramp>, i8* <func>, i8* <nval>)
9573
9574 Overview:
9575 """""""""
9576
9577 This fills the memory pointed to by ``tramp`` with executable code,
9578 turning it into a trampoline.
9579
9580 Arguments:
9581 """"""""""
9582
9583 The ``llvm.init.trampoline`` intrinsic takes three arguments, all
9584 pointers. The ``tramp`` argument must point to a sufficiently large and
9585 sufficiently aligned block of memory; this memory is written to by the
9586 intrinsic. Note that the size and the alignment are target-specific -
9587 LLVM currently provides no portable way of determining them, so a
9588 front-end that generates this intrinsic needs to have some
9589 target-specific knowledge. The ``func`` argument must hold a function
9590 bitcast to an ``i8*``.
9591
9592 Semantics:
9593 """"""""""
9594
9595 The block of memory pointed to by ``tramp`` is filled with target
9596 dependent code, turning it into a function. Then ``tramp`` needs to be
9597 passed to :ref:`llvm.adjust.trampoline <int_at>` to get a pointer which can
9598 be :ref:`bitcast (to a new function) and called <int_trampoline>`. The new
9599 function's signature is the same as that of ``func`` with any arguments
9600 marked with the ``nest`` attribute removed. At most one such ``nest``
9601 argument is allowed, and it must be of pointer type. Calling the new
9602 function is equivalent to calling ``func`` with the same argument list,
9603 but with ``nval`` used for the missing ``nest`` argument. If, after
9604 calling ``llvm.init.trampoline``, the memory pointed to by ``tramp`` is
9605 modified, then the effect of any later call to the returned function
9606 pointer is undefined.
9607
9608 .. _int_at:
9609
9610 '``llvm.adjust.trampoline``' Intrinsic
9611 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9612
9613 Syntax:
9614 """""""
9615
9616 ::
9617
9618       declare i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* <tramp>)
9619
9620 Overview:
9621 """""""""
9622
9623 This performs any required machine-specific adjustment to the address of
9624 a trampoline (passed as ``tramp``).
9625
9626 Arguments:
9627 """"""""""
9628
9629 ``tramp`` must point to a block of memory which already has trampoline
9630 code filled in by a previous call to
9631 :ref:`llvm.init.trampoline <int_it>`.
9632
9633 Semantics:
9634 """"""""""
9635
9636 On some architectures the address of the code to be executed needs to be
9637 different than the address where the trampoline is actually stored. This
9638 intrinsic returns the executable address corresponding to ``tramp``
9639 after performing the required machine specific adjustments. The pointer
9640 returned can then be :ref:`bitcast and executed <int_trampoline>`.
9641
9642 Masked Vector Load and Store Intrinsics
9643 ---------------------------------------
9644
9645 LLVM provides intrinsics for predicated vector load and store operations. The predicate is specified by a mask operand, which holds one bit per vector element, switching the associated vector lane on or off. The memory addresses corresponding to the "off" lanes are not accessed. When all bits of the mask are on, the intrinsic is identical to a regular vector load or store. When all bits are off, no memory is accessed.
9646
9647 .. _int_mload:
9648
9649 '``llvm.masked.load.*``' Intrinsics
9650 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9651
9652 Syntax:
9653 """""""
9654 This is an overloaded intrinsic. The loaded data is a vector of any integer or floating point data type.
9655
9656 ::
9657
9658       declare <16 x float> @llvm.masked.load.v16f32 (<16 x float>* <ptr>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
9659       declare <2 x double> @llvm.masked.load.v2f64  (<2 x double>* <ptr>, i32 <alignment>, <2 x i1>  <mask>, <2 x double> <passthru>)
9660
9661 Overview:
9662 """""""""
9663
9664 Reads a vector from memory according to the provided mask. The mask holds a bit for each vector lane, and is used to prevent memory accesses to the masked-off lanes. The masked-off lanes in the result vector are taken from the corresponding lanes in the passthru operand.
9665
9666
9667 Arguments:
9668 """"""""""
9669
9670 The first operand is the base pointer for the load. The second operand is the alignment of the source location. It must be a constant integer value. The third operand, mask, is a vector of boolean 'i1' values with the same number of elements as the return type. The fourth is a pass-through value that is used to fill the masked-off lanes of the result. The return type, underlying type of the base pointer and the type of passthru operand are the same vector types.
9671
9672
9673 Semantics:
9674 """"""""""
9675
9676 The '``llvm.masked.load``' intrinsic is designed for conditional reading of selected vector elements in a single IR operation. It is useful for targets that support vector masked loads and allows vectorizing predicated basic blocks on these targets. Other targets may support this intrinsic differently, for example by lowering it into a sequence of branches that guard scalar load operations.
9677 The result of this operation is equivalent to a regular vector load instruction followed by a 'select' between the loaded and the passthru values, predicated on the same mask. However, using this intrinsic prevents exceptions on memory access to masked-off lanes.
9678
9679
9680 ::
9681
9682        %res = call <16 x float> @llvm.masked.load.v16f32 (<16 x float>* %ptr, i32 4, <16 x i1>%mask, <16 x float> %passthru)
9683        
9684        ;; The result of the two following instructions is identical aside from potential memory access exception
9685        %loadlal = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
9686        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %loadlal, <16 x float> %passthru
9687
9688 .. _int_mstore:
9689
9690 '``llvm.masked.store.*``' Intrinsics
9691 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9692
9693 Syntax:
9694 """""""
9695 This is an overloaded intrinsic. The data stored in memory is a vector of any integer or floating point data type.
9696
9697 ::
9698
9699        declare void @llvm.masked.store.v8i32 (<8 x i32>  <value>, <8 x i32> * <ptr>, i32 <alignment>,  <8 x i1>  <mask>)
9700        declare void @llvm.masked.store.v16f32(<16 x i32> <value>, <16 x i32>* <ptr>, i32 <alignment>,  <16 x i1> <mask>)
9701
9702 Overview:
9703 """""""""
9704
9705 Writes a vector to memory according to the provided mask. The mask holds a bit for each vector lane, and is used to prevent memory accesses to the masked-off lanes.
9706
9707 Arguments:
9708 """"""""""
9709
9710 The first operand is the vector value to be written to memory. The second operand is the base pointer for the store, it has the same underlying type as the value operand. The third operand is the alignment of the destination location. The fourth operand, mask, is a vector of boolean values. The types of the mask and the value operand must have the same number of vector elements.
9711
9712
9713 Semantics:
9714 """"""""""
9715
9716 The '``llvm.masked.store``' intrinsics is designed for conditional writing of selected vector elements in a single IR operation. It is useful for targets that support vector masked store and allows vectorizing predicated basic blocks on these targets. Other targets may support this intrinsic differently, for example by lowering it into a sequence of branches that guard scalar store operations.
9717 The result of this operation is equivalent to a load-modify-store sequence. However, using this intrinsic prevents exceptions and data races on memory access to masked-off lanes.
9718
9719 ::
9720
9721        call void @llvm.masked.store.v16f32(<16 x float> %value, <16 x float>* %ptr, i32 4,  <16 x i1> %mask)
9722        
9723        ;; The result of the following instructions is identical aside from potential data races and memory access exceptions
9724        %oldval = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
9725        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %value, <16 x float> %oldval
9726        store <16 x float> %res, <16 x float>* %ptr, align 4
9727
9728
9729 Memory Use Markers
9730 ------------------
9731
9732 This class of intrinsics provides information about the lifetime of
9733 memory objects and ranges where variables are immutable.
9734
9735 .. _int_lifestart:
9736
9737 '``llvm.lifetime.start``' Intrinsic
9738 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9739
9740 Syntax:
9741 """""""
9742
9743 ::
9744
9745       declare void @llvm.lifetime.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
9746
9747 Overview:
9748 """""""""
9749
9750 The '``llvm.lifetime.start``' intrinsic specifies the start of a memory
9751 object's lifetime.
9752
9753 Arguments:
9754 """"""""""
9755
9756 The first argument is a constant integer representing the size of the
9757 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
9758 to the object.
9759
9760 Semantics:
9761 """"""""""
9762
9763 This intrinsic indicates that before this point in the code, the value
9764 of the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known
9765 to never be used and has an undefined value. A load from the pointer
9766 that precedes this intrinsic can be replaced with ``'undef'``.
9767
9768 .. _int_lifeend:
9769
9770 '``llvm.lifetime.end``' Intrinsic
9771 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9772
9773 Syntax:
9774 """""""
9775
9776 ::
9777
9778       declare void @llvm.lifetime.end(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
9779
9780 Overview:
9781 """""""""
9782
9783 The '``llvm.lifetime.end``' intrinsic specifies the end of a memory
9784 object's lifetime.
9785
9786 Arguments:
9787 """"""""""
9788
9789 The first argument is a constant integer representing the size of the
9790 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
9791 to the object.
9792
9793 Semantics:
9794 """"""""""
9795
9796 This intrinsic indicates that after this point in the code, the value of
9797 the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known to
9798 never be used and has an undefined value. Any stores into the memory
9799 object following this intrinsic may be removed as dead.
9800
9801 '``llvm.invariant.start``' Intrinsic
9802 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9803
9804 Syntax:
9805 """""""
9806
9807 ::
9808
9809       declare {}* @llvm.invariant.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
9810
9811 Overview:
9812 """""""""
9813
9814 The '``llvm.invariant.start``' intrinsic specifies that the contents of
9815 a memory object will not change.
9816
9817 Arguments:
9818 """"""""""
9819
9820 The first argument is a constant integer representing the size of the
9821 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
9822 to the object.
9823
9824 Semantics:
9825 """"""""""
9826
9827 This intrinsic indicates that until an ``llvm.invariant.end`` that uses
9828 the return value, the referenced memory location is constant and
9829 unchanging.
9830
9831 '``llvm.invariant.end``' Intrinsic
9832 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9833
9834 Syntax:
9835 """""""
9836
9837 ::
9838
9839       declare void @llvm.invariant.end({}* <start>, i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
9840
9841 Overview:
9842 """""""""
9843
9844 The '``llvm.invariant.end``' intrinsic specifies that the contents of a
9845 memory object are mutable.
9846
9847 Arguments:
9848 """"""""""
9849
9850 The first argument is the matching ``llvm.invariant.start`` intrinsic.
9851 The second argument is a constant integer representing the size of the
9852 object, or -1 if it is variable sized and the third argument is a
9853 pointer to the object.
9854
9855 Semantics:
9856 """"""""""
9857
9858 This intrinsic indicates that the memory is mutable again.
9859
9860 General Intrinsics
9861 ------------------
9862
9863 This class of intrinsics is designed to be generic and has no specific
9864 purpose.
9865
9866 '``llvm.var.annotation``' Intrinsic
9867 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9868
9869 Syntax:
9870 """""""
9871
9872 ::
9873
9874       declare void @llvm.var.annotation(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9875
9876 Overview:
9877 """""""""
9878
9879 The '``llvm.var.annotation``' intrinsic.
9880
9881 Arguments:
9882 """"""""""
9883
9884 The first argument is a pointer to a value, the second is a pointer to a
9885 global string, the third is a pointer to a global string which is the
9886 source file name, and the last argument is the line number.
9887
9888 Semantics:
9889 """"""""""
9890
9891 This intrinsic allows annotation of local variables with arbitrary
9892 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want
9893 to look for these annotations. These have no other defined use; they are
9894 ignored by code generation and optimization.
9895
9896 '``llvm.ptr.annotation.*``' Intrinsic
9897 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9898
9899 Syntax:
9900 """""""
9901
9902 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.ptr.annotation``' on a
9903 pointer to an integer of any width. *NOTE* you must specify an address space for
9904 the pointer. The identifier for the default address space is the integer
9905 '``0``'.
9906
9907 ::
9908
9909       declare i8*   @llvm.ptr.annotation.p<address space>i8(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9910       declare i16*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i16(i16* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9911       declare i32*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i32(i32* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9912       declare i64*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i64(i64* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9913       declare i256* @llvm.ptr.annotation.p<address space>i256(i256* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9914
9915 Overview:
9916 """""""""
9917
9918 The '``llvm.ptr.annotation``' intrinsic.
9919
9920 Arguments:
9921 """"""""""
9922
9923 The first argument is a pointer to an integer value of arbitrary bitwidth
9924 (result of some expression), the second is a pointer to a global string, the
9925 third is a pointer to a global string which is the source file name, and the
9926 last argument is the line number. It returns the value of the first argument.
9927
9928 Semantics:
9929 """"""""""
9930
9931 This intrinsic allows annotation of a pointer to an integer with arbitrary
9932 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want to look
9933 for these annotations. These have no other defined use; they are ignored by code
9934 generation and optimization.
9935
9936 '``llvm.annotation.*``' Intrinsic
9937 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9938
9939 Syntax:
9940 """""""
9941
9942 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.annotation``' on
9943 any integer bit width.
9944
9945 ::
9946
9947       declare i8 @llvm.annotation.i8(i8 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9948       declare i16 @llvm.annotation.i16(i16 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9949       declare i32 @llvm.annotation.i32(i32 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9950       declare i64 @llvm.annotation.i64(i64 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9951       declare i256 @llvm.annotation.i256(i256 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9952
9953 Overview:
9954 """""""""
9955
9956 The '``llvm.annotation``' intrinsic.
9957
9958 Arguments:
9959 """"""""""
9960
9961 The first argument is an integer value (result of some expression), the
9962 second is a pointer to a global string, the third is a pointer to a
9963 global string which is the source file name, and the last argument is
9964 the line number. It returns the value of the first argument.
9965
9966 Semantics:
9967 """"""""""
9968
9969 This intrinsic allows annotations to be put on arbitrary expressions
9970 with arbitrary strings. This can be useful for special purpose
9971 optimizations that want to look for these annotations. These have no
9972 other defined use; they are ignored by code generation and optimization.
9973
9974 '``llvm.trap``' Intrinsic
9975 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9976
9977 Syntax:
9978 """""""
9979
9980 ::
9981
9982       declare void @llvm.trap() noreturn nounwind
9983
9984 Overview:
9985 """""""""
9986
9987 The '``llvm.trap``' intrinsic.
9988
9989 Arguments:
9990 """"""""""
9991
9992 None.
9993
9994 Semantics:
9995 """"""""""
9996
9997 This intrinsic is lowered to the target dependent trap instruction. If
9998 the target does not have a trap instruction, this intrinsic will be
9999 lowered to a call of the ``abort()`` function.
10000
10001 '``llvm.debugtrap``' Intrinsic
10002 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10003
10004 Syntax:
10005 """""""
10006
10007 ::
10008
10009       declare void @llvm.debugtrap() nounwind
10010
10011 Overview:
10012 """""""""
10013
10014 The '``llvm.debugtrap``' intrinsic.
10015
10016 Arguments:
10017 """"""""""
10018
10019 None.
10020
10021 Semantics:
10022 """"""""""
10023
10024 This intrinsic is lowered to code which is intended to cause an
10025 execution trap with the intention of requesting the attention of a
10026 debugger.
10027
10028 '``llvm.stackprotector``' Intrinsic
10029 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10030
10031 Syntax:
10032 """""""
10033
10034 ::
10035
10036       declare void @llvm.stackprotector(i8* <guard>, i8** <slot>)
10037
10038 Overview:
10039 """""""""
10040
10041 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic takes the ``guard`` and stores it
10042 onto the stack at ``slot``. The stack slot is adjusted to ensure that it
10043 is placed on the stack before local variables.
10044
10045 Arguments:
10046 """"""""""
10047
10048 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic requires two pointer arguments.
10049 The first argument is the value loaded from the stack guard
10050 ``@__stack_chk_guard``. The second variable is an ``alloca`` that has
10051 enough space to hold the value of the guard.
10052
10053 Semantics:
10054 """"""""""
10055
10056 This intrinsic causes the prologue/epilogue inserter to force the position of
10057 the ``AllocaInst`` stack slot to be before local variables on the stack. This is
10058 to ensure that if a local variable on the stack is overwritten, it will destroy
10059 the value of the guard. When the function exits, the guard on the stack is
10060 checked against the original guard by ``llvm.stackprotectorcheck``. If they are
10061 different, then ``llvm.stackprotectorcheck`` causes the program to abort by
10062 calling the ``__stack_chk_fail()`` function.
10063
10064 '``llvm.stackprotectorcheck``' Intrinsic
10065 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10066
10067 Syntax:
10068 """""""
10069
10070 ::
10071
10072       declare void @llvm.stackprotectorcheck(i8** <guard>)
10073
10074 Overview:
10075 """""""""
10076
10077 The ``llvm.stackprotectorcheck`` intrinsic compares ``guard`` against an already
10078 created stack protector and if they are not equal calls the
10079 ``__stack_chk_fail()`` function.
10080
10081 Arguments:
10082 """"""""""
10083
10084 The ``llvm.stackprotectorcheck`` intrinsic requires one pointer argument, the
10085 the variable ``@__stack_chk_guard``.
10086
10087 Semantics:
10088 """"""""""
10089
10090 This intrinsic is provided to perform the stack protector check by comparing
10091 ``guard`` with the stack slot created by ``llvm.stackprotector`` and if the
10092 values do not match call the ``__stack_chk_fail()`` function.
10093
10094 The reason to provide this as an IR level intrinsic instead of implementing it
10095 via other IR operations is that in order to perform this operation at the IR
10096 level without an intrinsic, one would need to create additional basic blocks to
10097 handle the success/failure cases. This makes it difficult to stop the stack
10098 protector check from disrupting sibling tail calls in Codegen. With this
10099 intrinsic, we are able to generate the stack protector basic blocks late in
10100 codegen after the tail call decision has occurred.
10101
10102 '``llvm.objectsize``' Intrinsic
10103 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10104
10105 Syntax:
10106 """""""
10107
10108 ::
10109
10110       declare i32 @llvm.objectsize.i32(i8* <object>, i1 <min>)
10111       declare i64 @llvm.objectsize.i64(i8* <object>, i1 <min>)
10112
10113 Overview:
10114 """""""""
10115
10116 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is designed to provide information to
10117 the optimizers to determine at compile time whether a) an operation
10118 (like memcpy) will overflow a buffer that corresponds to an object, or
10119 b) that a runtime check for overflow isn't necessary. An object in this
10120 context means an allocation of a specific class, structure, array, or
10121 other object.
10122
10123 Arguments:
10124 """"""""""
10125
10126 The ``llvm.objectsize`` intrinsic takes two arguments. The first
10127 argument is a pointer to or into the ``object``. The second argument is
10128 a boolean and determines whether ``llvm.objectsize`` returns 0 (if true)
10129 or -1 (if false) when the object size is unknown. The second argument
10130 only accepts constants.
10131
10132 Semantics:
10133 """"""""""
10134
10135 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is lowered to a constant representing
10136 the size of the object concerned. If the size cannot be determined at
10137 compile time, ``llvm.objectsize`` returns ``i32/i64 -1 or 0`` (depending
10138 on the ``min`` argument).
10139
10140 '``llvm.expect``' Intrinsic
10141 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10142
10143 Syntax:
10144 """""""
10145
10146 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.expect`` on any
10147 integer bit width.
10148
10149 ::
10150
10151       declare i1 @llvm.expect.i1(i1 <val>, i1 <expected_val>)
10152       declare i32 @llvm.expect.i32(i32 <val>, i32 <expected_val>)
10153       declare i64 @llvm.expect.i64(i64 <val>, i64 <expected_val>)
10154
10155 Overview:
10156 """""""""
10157
10158 The ``llvm.expect`` intrinsic provides information about expected (the
10159 most probable) value of ``val``, which can be used by optimizers.
10160
10161 Arguments:
10162 """"""""""
10163
10164 The ``llvm.expect`` intrinsic takes two arguments. The first argument is
10165 a value. The second argument is an expected value, this needs to be a
10166 constant value, variables are not allowed.
10167
10168 Semantics:
10169 """"""""""
10170
10171 This intrinsic is lowered to the ``val``.
10172
10173 '``llvm.assume``' Intrinsic
10174 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10175
10176 Syntax:
10177 """""""
10178
10179 ::
10180
10181       declare void @llvm.assume(i1 %cond)
10182
10183 Overview:
10184 """""""""
10185
10186 The ``llvm.assume`` allows the optimizer to assume that the provided
10187 condition is true. This information can then be used in simplifying other parts
10188 of the code.
10189
10190 Arguments:
10191 """"""""""
10192
10193 The condition which the optimizer may assume is always true.
10194
10195 Semantics:
10196 """"""""""
10197
10198 The intrinsic allows the optimizer to assume that the provided condition is
10199 always true whenever the control flow reaches the intrinsic call. No code is
10200 generated for this intrinsic, and instructions that contribute only to the
10201 provided condition are not used for code generation. If the condition is
10202 violated during execution, the behavior is undefined.
10203
10204 Note that the optimizer might limit the transformations performed on values
10205 used by the ``llvm.assume`` intrinsic in order to preserve the instructions
10206 only used to form the intrinsic's input argument. This might prove undesirable
10207 if the extra information provided by the ``llvm.assume`` intrinsic does not cause
10208 sufficient overall improvement in code quality. For this reason,
10209 ``llvm.assume`` should not be used to document basic mathematical invariants
10210 that the optimizer can otherwise deduce or facts that are of little use to the
10211 optimizer.
10212
10213 .. _bitset.test:
10214
10215 '``llvm.bitset.test``' Intrinsic
10216 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10217
10218 Syntax:
10219 """""""
10220
10221 ::
10222
10223       declare i1 @llvm.bitset.test(i8* %ptr, metadata %bitset) nounwind readnone
10224
10225
10226 Arguments:
10227 """"""""""
10228
10229 The first argument is a pointer to be tested. The second argument is a
10230 metadata string containing the name of a :doc:`bitset <BitSets>`.
10231
10232 Overview:
10233 """""""""
10234
10235 The ``llvm.bitset.test`` intrinsic tests whether the given pointer is a
10236 member of the given bitset.
10237
10238 '``llvm.donothing``' Intrinsic
10239 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10240
10241 Syntax:
10242 """""""
10243
10244 ::
10245
10246       declare void @llvm.donothing() nounwind readnone
10247
10248 Overview:
10249 """""""""
10250
10251 The ``llvm.donothing`` intrinsic doesn't perform any operation. It's one of only
10252 two intrinsics (besides ``llvm.experimental.patchpoint``) that can be called
10253 with an invoke instruction.
10254
10255 Arguments:
10256 """"""""""
10257
10258 None.
10259
10260 Semantics:
10261 """"""""""
10262
10263 This intrinsic does nothing, and it's removed by optimizers and ignored
10264 by codegen.
10265
10266 Stack Map Intrinsics
10267 --------------------
10268
10269 LLVM provides experimental intrinsics to support runtime patching
10270 mechanisms commonly desired in dynamic language JITs. These intrinsics
10271 are described in :doc:`StackMaps`.