Clarify wording in the LangRef around !invariant.load
[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]* @.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 = metadata !{i32 42, null, metadata !"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 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 variables 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 aliasaes 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"] [, align <Alignment>]
600
601 For example, the following defines a global in a numbered address space
602 with an initializer, section, and alignment:
603
604 .. code-block:: llvm
605
606     @G = addrspace(5) constant float 1.0, section "foo", align 4
607
608 The following example just declares a global variable
609
610 .. code-block:: llvm
611
612    @G = external global i32
613
614 The following example defines a thread-local global with the
615 ``initialexec`` TLS model:
616
617 .. code-block:: llvm
618
619     @G = thread_local(initialexec) global i32 0, align 4
620
621 .. _functionstructure:
622
623 Functions
624 ---------
625
626 LLVM function definitions consist of the "``define``" keyword, an
627 optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional :ref:`visibility
628 style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`,
629 an optional :ref:`calling convention <callingconv>`,
630 an optional ``unnamed_addr`` attribute, a return type, an optional
631 :ref:`parameter attribute <paramattrs>` for the return type, a function
632 name, a (possibly empty) argument list (each with optional :ref:`parameter
633 attributes <paramattrs>`), optional :ref:`function attributes <fnattrs>`,
634 an optional section, an optional alignment,
635 an optional :ref:`comdat <langref_comdats>`,
636 an optional :ref:`garbage collector name <gc>`, an optional :ref:`prefix <prefixdata>`, an opening
637 curly brace, a list of basic blocks, and a closing curly brace.
638
639 LLVM function declarations consist of the "``declare``" keyword, an
640 optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional :ref:`visibility
641 style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`,
642 an optional :ref:`calling convention <callingconv>`,
643 an optional ``unnamed_addr`` attribute, a return type, an optional
644 :ref:`parameter attribute <paramattrs>` for the return type, a function
645 name, a possibly empty list of arguments, an optional alignment, an optional
646 :ref:`garbage collector name <gc>` and an optional :ref:`prefix <prefixdata>`.
647
648 A function definition contains a list of basic blocks, forming the CFG (Control
649 Flow Graph) for the function. Each basic block may optionally start with a label
650 (giving the basic block a symbol table entry), contains a list of instructions,
651 and ends with a :ref:`terminator <terminators>` instruction (such as a branch or
652 function return). If an explicit label is not provided, a block is assigned an
653 implicit numbered label, using the next value from the same counter as used for
654 unnamed temporaries (:ref:`see above<identifiers>`). For example, if a function
655 entry block does not have an explicit label, it will be assigned label "%0",
656 then the first unnamed temporary in that block will be "%1", etc.
657
658 The first basic block in a function is special in two ways: it is
659 immediately executed on entrance to the function, and it is not allowed
660 to have predecessor basic blocks (i.e. there can not be any branches to
661 the entry block of a function). Because the block can have no
662 predecessors, it also cannot have any :ref:`PHI nodes <i_phi>`.
663
664 LLVM allows an explicit section to be specified for functions. If the
665 target supports it, it will emit functions to the section specified.
666 Additionally, the function can placed in a COMDAT.
667
668 An explicit alignment may be specified for a function. If not present,
669 or if the alignment is set to zero, the alignment of the function is set
670 by the target to whatever it feels convenient. If an explicit alignment
671 is specified, the function is forced to have at least that much
672 alignment. All alignments must be a power of 2.
673
674 If the ``unnamed_addr`` attribute is given, the address is know to not
675 be significant and two identical functions can be merged.
676
677 Syntax::
678
679     define [linkage] [visibility] [DLLStorageClass]
680            [cconv] [ret attrs]
681            <ResultType> @<FunctionName> ([argument list])
682            [unnamed_addr] [fn Attrs] [section "name"] [comdat $<ComdatName>]
683            [align N] [gc] [prefix Constant] { ... }
684
685 The argument list is a comma seperated sequence of arguments where each
686 argument is of the following form
687
688 Syntax::
689
690    <type> [parameter Attrs] [name]
691
692
693 .. _langref_aliases:
694
695 Aliases
696 -------
697
698 Aliases, unlike function or variables, don't create any new data. They
699 are just a new symbol and metadata for an existing position.
700
701 Aliases have a name and an aliasee that is either a global value or a
702 constant expression.
703
704 Aliases may have an optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional
705 :ref:`visibility style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class
706 <dllstorageclass>` and an optional :ref:`tls model <tls_model>`.
707
708 Syntax::
709
710     @<Name> = [Linkage] [Visibility] [DLLStorageClass] [ThreadLocal] [unnamed_addr] alias <AliaseeTy> @<Aliasee>
711
712 The linkage must be one of ``private``, ``internal``, ``linkonce``, ``weak``,
713 ``linkonce_odr``, ``weak_odr``, ``external``. Note that some system linkers
714 might not correctly handle dropping a weak symbol that is aliased.
715
716 Alias that are not ``unnamed_addr`` are guaranteed to have the same address as
717 the aliasee expression. ``unnamed_addr`` ones are only guaranteed to point
718 to the same content.
719
720 Since aliases are only a second name, some restrictions apply, of which
721 some can only be checked when producing an object file:
722
723 * The expression defining the aliasee must be computable at assembly
724   time. Since it is just a name, no relocations can be used.
725
726 * No alias in the expression can be weak as the possibility of the
727   intermediate alias being overridden cannot be represented in an
728   object file.
729
730 * No global value in the expression can be a declaration, since that
731   would require a relocation, which is not possible.
732
733 .. _langref_comdats:
734
735 Comdats
736 -------
737
738 Comdat IR provides access to COFF and ELF object file COMDAT functionality.
739
740 Comdats have a name which represents the COMDAT key.  All global objects that
741 specify this key will only end up in the final object file if the linker chooses
742 that key over some other key.  Aliases are placed in the same COMDAT that their
743 aliasee computes to, if any.
744
745 Comdats have a selection kind to provide input on how the linker should
746 choose between keys in two different object files.
747
748 Syntax::
749
750     $<Name> = comdat SelectionKind
751
752 The selection kind must be one of the following:
753
754 ``any``
755     The linker may choose any COMDAT key, the choice is arbitrary.
756 ``exactmatch``
757     The linker may choose any COMDAT key but the sections must contain the
758     same data.
759 ``largest``
760     The linker will choose the section containing the largest COMDAT key.
761 ``noduplicates``
762     The linker requires that only section with this COMDAT key exist.
763 ``samesize``
764     The linker may choose any COMDAT key but the sections must contain the
765     same amount of data.
766
767 Note that the Mach-O platform doesn't support COMDATs and ELF only supports
768 ``any`` as a selection kind.
769
770 Here is an example of a COMDAT group where a function will only be selected if
771 the COMDAT key's section is the largest:
772
773 .. code-block:: llvm
774
775    $foo = comdat largest
776    @foo = global i32 2, comdat $foo
777
778    define void @bar() comdat $foo {
779      ret void
780    }
781
782 In a COFF object file, this will create a COMDAT section with selection kind
783 ``IMAGE_COMDAT_SELECT_LARGEST`` containing the contents of the ``@foo`` symbol
784 and another COMDAT section with selection kind
785 ``IMAGE_COMDAT_SELECT_ASSOCIATIVE`` which is associated with the first COMDAT
786 section and contains the contents of the ``@bar`` symbol.
787
788 There are some restrictions on the properties of the global object.
789 It, or an alias to it, must have the same name as the COMDAT group when
790 targeting COFF.
791 The contents and size of this object may be used during link-time to determine
792 which COMDAT groups get selected depending on the selection kind.
793 Because the name of the object must match the name of the COMDAT group, the
794 linkage of the global object must not be local; local symbols can get renamed
795 if a collision occurs in the symbol table.
796
797 The combined use of COMDATS and section attributes may yield surprising results.
798 For example:
799
800 .. code-block:: llvm
801
802    $foo = comdat any
803    $bar = comdat any
804    @g1 = global i32 42, section "sec", comdat $foo
805    @g2 = global i32 42, section "sec", comdat $bar
806
807 From the object file perspective, this requires the creation of two sections
808 with the same name.  This is necessary because both globals belong to different
809 COMDAT groups and COMDATs, at the object file level, are represented by
810 sections.
811
812 Note that certain IR constructs like global variables and functions may create
813 COMDATs in the object file in addition to any which are specified using COMDAT
814 IR.  This arises, for example, when a global variable has linkonce_odr linkage.
815
816 .. _namedmetadatastructure:
817
818 Named Metadata
819 --------------
820
821 Named metadata is a collection of metadata. :ref:`Metadata
822 nodes <metadata>` (but not metadata strings) are the only valid
823 operands for a named metadata.
824
825 Syntax::
826
827     ; Some unnamed metadata nodes, which are referenced by the named metadata.
828     !0 = metadata !{metadata !"zero"}
829     !1 = metadata !{metadata !"one"}
830     !2 = metadata !{metadata !"two"}
831     ; A named metadata.
832     !name = !{!0, !1, !2}
833
834 .. _paramattrs:
835
836 Parameter Attributes
837 --------------------
838
839 The return type and each parameter of a function type may have a set of
840 *parameter attributes* associated with them. Parameter attributes are
841 used to communicate additional information about the result or
842 parameters of a function. Parameter attributes are considered to be part
843 of the function, not of the function type, so functions with different
844 parameter attributes can have the same function type.
845
846 Parameter attributes are simple keywords that follow the type specified.
847 If multiple parameter attributes are needed, they are space separated.
848 For example:
849
850 .. code-block:: llvm
851
852     declare i32 @printf(i8* noalias nocapture, ...)
853     declare i32 @atoi(i8 zeroext)
854     declare signext i8 @returns_signed_char()
855
856 Note that any attributes for the function result (``nounwind``,
857 ``readonly``) come immediately after the argument list.
858
859 Currently, only the following parameter attributes are defined:
860
861 ``zeroext``
862     This indicates to the code generator that the parameter or return
863     value should be zero-extended to the extent required by the target's
864     ABI (which is usually 32-bits, but is 8-bits for a i1 on x86-64) by
865     the caller (for a parameter) or the callee (for a return value).
866 ``signext``
867     This indicates to the code generator that the parameter or return
868     value should be sign-extended to the extent required by the target's
869     ABI (which is usually 32-bits) by the caller (for a parameter) or
870     the callee (for a return value).
871 ``inreg``
872     This indicates that this parameter or return value should be treated
873     in a special target-dependent fashion during while emitting code for
874     a function call or return (usually, by putting it in a register as
875     opposed to memory, though some targets use it to distinguish between
876     two different kinds of registers). Use of this attribute is
877     target-specific.
878 ``byval``
879     This indicates that the pointer parameter should really be passed by
880     value to the function. The attribute implies that a hidden copy of
881     the pointee is made between the caller and the callee, so the callee
882     is unable to modify the value in the caller. This attribute is only
883     valid on LLVM pointer arguments. It is generally used to pass
884     structs and arrays by value, but is also valid on pointers to
885     scalars. The copy is considered to belong to the caller not the
886     callee (for example, ``readonly`` functions should not write to
887     ``byval`` parameters). This is not a valid attribute for return
888     values.
889
890     The byval attribute also supports specifying an alignment with the
891     align attribute. It indicates the alignment of the stack slot to
892     form and the known alignment of the pointer specified to the call
893     site. If the alignment is not specified, then the code generator
894     makes a target-specific assumption.
895
896 .. _attr_inalloca:
897
898 ``inalloca``
899
900     The ``inalloca`` argument attribute allows the caller to take the
901     address of outgoing stack arguments.  An ``inalloca`` argument must
902     be a pointer to stack memory produced by an ``alloca`` instruction.
903     The alloca, or argument allocation, must also be tagged with the
904     inalloca keyword.  Only the last argument may have the ``inalloca``
905     attribute, and that argument is guaranteed to be passed in memory.
906
907     An argument allocation may be used by a call at most once because
908     the call may deallocate it.  The ``inalloca`` attribute cannot be
909     used in conjunction with other attributes that affect argument
910     storage, like ``inreg``, ``nest``, ``sret``, or ``byval``.  The
911     ``inalloca`` attribute also disables LLVM's implicit lowering of
912     large aggregate return values, which means that frontend authors
913     must lower them with ``sret`` pointers.
914
915     When the call site is reached, the argument allocation must have
916     been the most recent stack allocation that is still live, or the
917     results are undefined.  It is possible to allocate additional stack
918     space after an argument allocation and before its call site, but it
919     must be cleared off with :ref:`llvm.stackrestore
920     <int_stackrestore>`.
921
922     See :doc:`InAlloca` for more information on how to use this
923     attribute.
924
925 ``sret``
926     This indicates that the pointer parameter specifies the address of a
927     structure that is the return value of the function in the source
928     program. This pointer must be guaranteed by the caller to be valid:
929     loads and stores to the structure may be assumed by the callee
930     not to trap and to be properly aligned. This may only be applied to
931     the first parameter. This is not a valid attribute for return
932     values.
933
934 ``align <n>``
935     This indicates that the pointer value may be assumed by the optimizer to
936     have the specified alignment.
937
938     Note that this attribute has additional semantics when combined with the
939     ``byval`` attribute.
940
941 .. _noalias:
942
943 ``noalias``
944     This indicates that objects accessed via pointer values
945     :ref:`based <pointeraliasing>` on the argument or return value are not also
946     accessed, during the execution of the function, via pointer values not
947     *based* on the argument or return value. The attribute on a return value
948     also has additional semantics described below. The caller shares the
949     responsibility with the callee for ensuring that these requirements are met.
950     For further details, please see the discussion of the NoAlias response in
951     :ref:`alias analysis <Must, May, or No>`.
952
953     Note that this definition of ``noalias`` is intentionally similar
954     to the definition of ``restrict`` in C99 for function arguments.
955
956     For function return values, C99's ``restrict`` is not meaningful,
957     while LLVM's ``noalias`` is. Furthermore, the semantics of the ``noalias``
958     attribute on return values are stronger than the semantics of the attribute
959     when used on function arguments. On function return values, the ``noalias``
960     attribute indicates that the function acts like a system memory allocation
961     function, returning a pointer to allocated storage disjoint from the
962     storage for any other object accessible to the caller.
963
964 ``nocapture``
965     This indicates that the callee does not make any copies of the
966     pointer that outlive the callee itself. This is not a valid
967     attribute for return values.
968
969 .. _nest:
970
971 ``nest``
972     This indicates that the pointer parameter can be excised using the
973     :ref:`trampoline intrinsics <int_trampoline>`. This is not a valid
974     attribute for return values and can only be applied to one parameter.
975
976 ``returned``
977     This indicates that the function always returns the argument as its return
978     value. This is an optimization hint to the code generator when generating
979     the caller, allowing tail call optimization and omission of register saves
980     and restores in some cases; it is not checked or enforced when generating
981     the callee. The parameter and the function return type must be valid
982     operands for the :ref:`bitcast instruction <i_bitcast>`. This is not a
983     valid attribute for return values and can only be applied to one parameter.
984
985 ``nonnull``
986     This indicates that the parameter or return pointer is not null. This
987     attribute may only be applied to pointer typed parameters. This is not
988     checked or enforced by LLVM, the caller must ensure that the pointer
989     passed in is non-null, or the callee must ensure that the returned pointer 
990     is non-null.
991
992 ``dereferenceable(<n>)``
993     This indicates that the parameter or return pointer is dereferenceable. This
994     attribute may only be applied to pointer typed parameters. A pointer that
995     is dereferenceable can be loaded from speculatively without a risk of
996     trapping. The number of bytes known to be dereferenceable must be provided
997     in parentheses. It is legal for the number of bytes to be less than the
998     size of the pointee type. The ``nonnull`` attribute does not imply
999     dereferenceability (consider a pointer to one element past the end of an
1000     array), however ``dereferenceable(<n>)`` does imply ``nonnull`` in
1001     ``addrspace(0)`` (which is the default address space).
1002
1003 .. _gc:
1004
1005 Garbage Collector Names
1006 -----------------------
1007
1008 Each function may specify a garbage collector name, which is simply a
1009 string:
1010
1011 .. code-block:: llvm
1012
1013     define void @f() gc "name" { ... }
1014
1015 The compiler declares the supported values of *name*. Specifying a
1016 collector will cause the compiler to alter its output in order to
1017 support the named garbage collection algorithm.
1018
1019 .. _prefixdata:
1020
1021 Prefix Data
1022 -----------
1023
1024 Prefix data is data associated with a function which the code generator
1025 will emit immediately before the function body.  The purpose of this feature
1026 is to allow frontends to associate language-specific runtime metadata with
1027 specific functions and make it available through the function pointer while
1028 still allowing the function pointer to be called.  To access the data for a
1029 given function, a program may bitcast the function pointer to a pointer to
1030 the constant's type.  This implies that the IR symbol points to the start
1031 of the prefix data.
1032
1033 To maintain the semantics of ordinary function calls, the prefix data must
1034 have a particular format.  Specifically, it must begin with a sequence of
1035 bytes which decode to a sequence of machine instructions, valid for the
1036 module's target, which transfer control to the point immediately succeeding
1037 the prefix data, without performing any other visible action.  This allows
1038 the inliner and other passes to reason about the semantics of the function
1039 definition without needing to reason about the prefix data.  Obviously this
1040 makes the format of the prefix data highly target dependent.
1041
1042 Prefix data is laid out as if it were an initializer for a global variable
1043 of the prefix data's type.  No padding is automatically placed between the
1044 prefix data and the function body.  If padding is required, it must be part
1045 of the prefix data.
1046
1047 A trivial example of valid prefix data for the x86 architecture is ``i8 144``,
1048 which encodes the ``nop`` instruction:
1049
1050 .. code-block:: llvm
1051
1052     define void @f() prefix i8 144 { ... }
1053
1054 Generally prefix data can be formed by encoding a relative branch instruction
1055 which skips the metadata, as in this example of valid prefix data for the
1056 x86_64 architecture, where the first two bytes encode ``jmp .+10``:
1057
1058 .. code-block:: llvm
1059
1060     %0 = type <{ i8, i8, i8* }>
1061
1062     define void @f() prefix %0 <{ i8 235, i8 8, i8* @md}> { ... }
1063
1064 A function may have prefix data but no body.  This has similar semantics
1065 to the ``available_externally`` linkage in that the data may be used by the
1066 optimizers but will not be emitted in the object file.
1067
1068 .. _attrgrp:
1069
1070 Attribute Groups
1071 ----------------
1072
1073 Attribute groups are groups of attributes that are referenced by objects within
1074 the IR. They are important for keeping ``.ll`` files readable, because a lot of
1075 functions will use the same set of attributes. In the degenerative case of a
1076 ``.ll`` file that corresponds to a single ``.c`` file, the single attribute
1077 group will capture the important command line flags used to build that file.
1078
1079 An attribute group is a module-level object. To use an attribute group, an
1080 object references the attribute group's ID (e.g. ``#37``). An object may refer
1081 to more than one attribute group. In that situation, the attributes from the
1082 different groups are merged.
1083
1084 Here is an example of attribute groups for a function that should always be
1085 inlined, has a stack alignment of 4, and which shouldn't use SSE instructions:
1086
1087 .. code-block:: llvm
1088
1089    ; Target-independent attributes:
1090    attributes #0 = { alwaysinline alignstack=4 }
1091
1092    ; Target-dependent attributes:
1093    attributes #1 = { "no-sse" }
1094
1095    ; Function @f has attributes: alwaysinline, alignstack=4, and "no-sse".
1096    define void @f() #0 #1 { ... }
1097
1098 .. _fnattrs:
1099
1100 Function Attributes
1101 -------------------
1102
1103 Function attributes are set to communicate additional information about
1104 a function. Function attributes are considered to be part of the
1105 function, not of the function type, so functions with different function
1106 attributes can have the same function type.
1107
1108 Function attributes are simple keywords that follow the type specified.
1109 If multiple attributes are needed, they are space separated. For
1110 example:
1111
1112 .. code-block:: llvm
1113
1114     define void @f() noinline { ... }
1115     define void @f() alwaysinline { ... }
1116     define void @f() alwaysinline optsize { ... }
1117     define void @f() optsize { ... }
1118
1119 ``alignstack(<n>)``
1120     This attribute indicates that, when emitting the prologue and
1121     epilogue, the backend should forcibly align the stack pointer.
1122     Specify the desired alignment, which must be a power of two, in
1123     parentheses.
1124 ``alwaysinline``
1125     This attribute indicates that the inliner should attempt to inline
1126     this function into callers whenever possible, ignoring any active
1127     inlining size threshold for this caller.
1128 ``builtin``
1129     This indicates that the callee function at a call site should be
1130     recognized as a built-in function, even though the function's declaration
1131     uses the ``nobuiltin`` attribute. This is only valid at call sites for
1132     direct calls to functions that are declared with the ``nobuiltin``
1133     attribute.
1134 ``cold``
1135     This attribute indicates that this function is rarely called. When
1136     computing edge weights, basic blocks post-dominated by a cold
1137     function call are also considered to be cold; and, thus, given low
1138     weight.
1139 ``inlinehint``
1140     This attribute indicates that the source code contained a hint that
1141     inlining this function is desirable (such as the "inline" keyword in
1142     C/C++). It is just a hint; it imposes no requirements on the
1143     inliner.
1144 ``jumptable``
1145     This attribute indicates that the function should be added to a
1146     jump-instruction table at code-generation time, and that all address-taken
1147     references to this function should be replaced with a reference to the
1148     appropriate jump-instruction-table function pointer. Note that this creates
1149     a new pointer for the original function, which means that code that depends
1150     on function-pointer identity can break. So, any function annotated with
1151     ``jumptable`` must also be ``unnamed_addr``.
1152 ``minsize``
1153     This attribute suggests that optimization passes and code generator
1154     passes make choices that keep the code size of this function as small
1155     as possible and perform optimizations that may sacrifice runtime
1156     performance in order to minimize the size of the generated code.
1157 ``naked``
1158     This attribute disables prologue / epilogue emission for the
1159     function. This can have very system-specific consequences.
1160 ``nobuiltin``
1161     This indicates that the callee function at a call site is not recognized as
1162     a built-in function. LLVM will retain the original call and not replace it
1163     with equivalent code based on the semantics of the built-in function, unless
1164     the call site uses the ``builtin`` attribute. This is valid at call sites
1165     and on function declarations and definitions.
1166 ``noduplicate``
1167     This attribute indicates that calls to the function cannot be
1168     duplicated. A call to a ``noduplicate`` function may be moved
1169     within its parent function, but may not be duplicated within
1170     its parent function.
1171
1172     A function containing a ``noduplicate`` call may still
1173     be an inlining candidate, provided that the call is not
1174     duplicated by inlining. That implies that the function has
1175     internal linkage and only has one call site, so the original
1176     call is dead after inlining.
1177 ``noimplicitfloat``
1178     This attributes disables implicit floating point instructions.
1179 ``noinline``
1180     This attribute indicates that the inliner should never inline this
1181     function in any situation. This attribute may not be used together
1182     with the ``alwaysinline`` attribute.
1183 ``nonlazybind``
1184     This attribute suppresses lazy symbol binding for the function. This
1185     may make calls to the function faster, at the cost of extra program
1186     startup time if the function is not called during program startup.
1187 ``noredzone``
1188     This attribute indicates that the code generator should not use a
1189     red zone, even if the target-specific ABI normally permits it.
1190 ``noreturn``
1191     This function attribute indicates that the function never returns
1192     normally. This produces undefined behavior at runtime if the
1193     function ever does dynamically return.
1194 ``nounwind``
1195     This function attribute indicates that the function never returns
1196     with an unwind or exceptional control flow. If the function does
1197     unwind, its runtime behavior is undefined.
1198 ``optnone``
1199     This function attribute indicates that the function is not optimized
1200     by any optimization or code generator passes with the
1201     exception of interprocedural optimization passes.
1202     This attribute cannot be used together with the ``alwaysinline``
1203     attribute; this attribute is also incompatible
1204     with the ``minsize`` attribute and the ``optsize`` attribute.
1205
1206     This attribute requires the ``noinline`` attribute to be specified on
1207     the function as well, so the function is never inlined into any caller.
1208     Only functions with the ``alwaysinline`` attribute are valid
1209     candidates for inlining into the body of this function.
1210 ``optsize``
1211     This attribute suggests that optimization passes and code generator
1212     passes make choices that keep the code size of this function low,
1213     and otherwise do optimizations specifically to reduce code size as
1214     long as they do not significantly impact runtime performance.
1215 ``readnone``
1216     On a function, this attribute indicates that the function computes its
1217     result (or decides to unwind an exception) based strictly on its arguments,
1218     without dereferencing any pointer arguments or otherwise accessing
1219     any mutable state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
1220     caller functions. It does not write through any pointer arguments
1221     (including ``byval`` arguments) and never changes any state visible
1222     to callers. This means that it cannot unwind exceptions by calling
1223     the ``C++`` exception throwing methods.
1224
1225     On an argument, this attribute indicates that the function does not
1226     dereference that pointer argument, even though it may read or write the
1227     memory that the pointer points to if accessed through other pointers.
1228 ``readonly``
1229     On a function, this attribute indicates that the function does not write
1230     through any pointer arguments (including ``byval`` arguments) or otherwise
1231     modify any state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
1232     caller functions. It may dereference pointer arguments and read
1233     state that may be set in the caller. A readonly function always
1234     returns the same value (or unwinds an exception identically) when
1235     called with the same set of arguments and global state. It cannot
1236     unwind an exception by calling the ``C++`` exception throwing
1237     methods.
1238
1239     On an argument, this attribute indicates that the function does not write
1240     through this pointer argument, even though it may write to the memory that
1241     the pointer points to.
1242 ``returns_twice``
1243     This attribute indicates that this function can return twice. The C
1244     ``setjmp`` is an example of such a function. The compiler disables
1245     some optimizations (like tail calls) in the caller of these
1246     functions.
1247 ``sanitize_address``
1248     This attribute indicates that AddressSanitizer checks
1249     (dynamic address safety analysis) are enabled for this function.
1250 ``sanitize_memory``
1251     This attribute indicates that MemorySanitizer checks (dynamic detection
1252     of accesses to uninitialized memory) are enabled for this function.
1253 ``sanitize_thread``
1254     This attribute indicates that ThreadSanitizer checks
1255     (dynamic thread safety analysis) are enabled for this function.
1256 ``ssp``
1257     This attribute indicates that the function should emit a stack
1258     smashing protector. It is in the form of a "canary" --- a random value
1259     placed on the stack before the local variables that's checked upon
1260     return from the function to see if it has been overwritten. A
1261     heuristic is used to determine if a function needs stack protectors
1262     or not. The heuristic used will enable protectors for functions with:
1263
1264     - Character arrays larger than ``ssp-buffer-size`` (default 8).
1265     - Aggregates containing character arrays larger than ``ssp-buffer-size``.
1266     - Calls to alloca() with variable sizes or constant sizes greater than
1267       ``ssp-buffer-size``.
1268
1269     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1270     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1271
1272     If a function that has an ``ssp`` attribute is inlined into a
1273     function that doesn't have an ``ssp`` attribute, then the resulting
1274     function will have an ``ssp`` attribute.
1275 ``sspreq``
1276     This attribute indicates that the function should *always* emit a
1277     stack smashing protector. This overrides the ``ssp`` function
1278     attribute.
1279
1280     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1281     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1282     The specific layout rules are:
1283
1284     #. Large arrays and structures containing large arrays
1285        (``>= ssp-buffer-size``) are closest to the stack protector.
1286     #. Small arrays and structures containing small arrays
1287        (``< ssp-buffer-size``) are 2nd closest to the protector.
1288     #. Variables that have had their address taken are 3rd closest to the
1289        protector.
1290
1291     If a function that has an ``sspreq`` attribute is inlined into a
1292     function that doesn't have an ``sspreq`` attribute or which has an
1293     ``ssp`` or ``sspstrong`` attribute, then the resulting function will have
1294     an ``sspreq`` attribute.
1295 ``sspstrong``
1296     This attribute indicates that the function should emit a stack smashing
1297     protector. This attribute causes a strong heuristic to be used when
1298     determining if a function needs stack protectors.  The strong heuristic
1299     will enable protectors for functions with:
1300
1301     - Arrays of any size and type
1302     - Aggregates containing an array of any size and type.
1303     - Calls to alloca().
1304     - Local variables that have had their address taken.
1305
1306     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1307     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1308     The specific layout rules are:
1309
1310     #. Large arrays and structures containing large arrays
1311        (``>= ssp-buffer-size``) are closest to the stack protector.
1312     #. Small arrays and structures containing small arrays
1313        (``< ssp-buffer-size``) are 2nd closest to the protector.
1314     #. Variables that have had their address taken are 3rd closest to the
1315        protector.
1316
1317     This overrides the ``ssp`` function attribute.
1318
1319     If a function that has an ``sspstrong`` attribute is inlined into a
1320     function that doesn't have an ``sspstrong`` attribute, then the
1321     resulting function will have an ``sspstrong`` attribute.
1322 ``uwtable``
1323     This attribute indicates that the ABI being targeted requires that
1324     an unwind table entry be produce for this function even if we can
1325     show that no exceptions passes by it. This is normally the case for
1326     the ELF x86-64 abi, but it can be disabled for some compilation
1327     units.
1328
1329 .. _moduleasm:
1330
1331 Module-Level Inline Assembly
1332 ----------------------------
1333
1334 Modules may contain "module-level inline asm" blocks, which corresponds
1335 to the GCC "file scope inline asm" blocks. These blocks are internally
1336 concatenated by LLVM and treated as a single unit, but may be separated
1337 in the ``.ll`` file if desired. The syntax is very simple:
1338
1339 .. code-block:: llvm
1340
1341     module asm "inline asm code goes here"
1342     module asm "more can go here"
1343
1344 The strings can contain any character by escaping non-printable
1345 characters. The escape sequence used is simply "\\xx" where "xx" is the
1346 two digit hex code for the number.
1347
1348 The inline asm code is simply printed to the machine code .s file when
1349 assembly code is generated.
1350
1351 .. _langref_datalayout:
1352
1353 Data Layout
1354 -----------
1355
1356 A module may specify a target specific data layout string that specifies
1357 how data is to be laid out in memory. The syntax for the data layout is
1358 simply:
1359
1360 .. code-block:: llvm
1361
1362     target datalayout = "layout specification"
1363
1364 The *layout specification* consists of a list of specifications
1365 separated by the minus sign character ('-'). Each specification starts
1366 with a letter and may include other information after the letter to
1367 define some aspect of the data layout. The specifications accepted are
1368 as follows:
1369
1370 ``E``
1371     Specifies that the target lays out data in big-endian form. That is,
1372     the bits with the most significance have the lowest address
1373     location.
1374 ``e``
1375     Specifies that the target lays out data in little-endian form. That
1376     is, the bits with the least significance have the lowest address
1377     location.
1378 ``S<size>``
1379     Specifies the natural alignment of the stack in bits. Alignment
1380     promotion of stack variables is limited to the natural stack
1381     alignment to avoid dynamic stack realignment. The stack alignment
1382     must be a multiple of 8-bits. If omitted, the natural stack
1383     alignment defaults to "unspecified", which does not prevent any
1384     alignment promotions.
1385 ``p[n]:<size>:<abi>:<pref>``
1386     This specifies the *size* of a pointer and its ``<abi>`` and
1387     ``<pref>``\erred alignments for address space ``n``. All sizes are in
1388     bits. The address space, ``n`` is optional, and if not specified,
1389     denotes the default address space 0.  The value of ``n`` must be
1390     in the range [1,2^23).
1391 ``i<size>:<abi>:<pref>``
1392     This specifies the alignment for an integer type of a given bit
1393     ``<size>``. The value of ``<size>`` must be in the range [1,2^23).
1394 ``v<size>:<abi>:<pref>``
1395     This specifies the alignment for a vector type of a given bit
1396     ``<size>``.
1397 ``f<size>:<abi>:<pref>``
1398     This specifies the alignment for a floating point type of a given bit
1399     ``<size>``. Only values of ``<size>`` that are supported by the target
1400     will work. 32 (float) and 64 (double) are supported on all targets; 80
1401     or 128 (different flavors of long double) are also supported on some
1402     targets.
1403 ``a:<abi>:<pref>``
1404     This specifies the alignment for an object of aggregate type.
1405 ``m:<mangling>``
1406     If present, specifies that llvm names are mangled in the output. The
1407     options are
1408
1409     * ``e``: ELF mangling: Private symbols get a ``.L`` prefix.
1410     * ``m``: Mips mangling: Private symbols get a ``$`` prefix.
1411     * ``o``: Mach-O mangling: Private symbols get ``L`` prefix. Other
1412       symbols get a ``_`` prefix.
1413     * ``w``: Windows COFF prefix:  Similar to Mach-O, but stdcall and fastcall
1414       functions also get a suffix based on the frame size.
1415 ``n<size1>:<size2>:<size3>...``
1416     This specifies a set of native integer widths for the target CPU in
1417     bits. For example, it might contain ``n32`` for 32-bit PowerPC,
1418     ``n32:64`` for PowerPC 64, or ``n8:16:32:64`` for X86-64. Elements of
1419     this set are considered to support most general arithmetic operations
1420     efficiently.
1421
1422 On every specification that takes a ``<abi>:<pref>``, specifying the
1423 ``<pref>`` alignment is optional. If omitted, the preceding ``:``
1424 should be omitted too and ``<pref>`` will be equal to ``<abi>``.
1425
1426 When constructing the data layout for a given target, LLVM starts with a
1427 default set of specifications which are then (possibly) overridden by
1428 the specifications in the ``datalayout`` keyword. The default
1429 specifications are given in this list:
1430
1431 -  ``E`` - big endian
1432 -  ``p:64:64:64`` - 64-bit pointers with 64-bit alignment.
1433 -  ``p[n]:64:64:64`` - Other address spaces are assumed to be the
1434    same as the default address space.
1435 -  ``S0`` - natural stack alignment is unspecified
1436 -  ``i1:8:8`` - i1 is 8-bit (byte) aligned
1437 -  ``i8:8:8`` - i8 is 8-bit (byte) aligned
1438 -  ``i16:16:16`` - i16 is 16-bit aligned
1439 -  ``i32:32:32`` - i32 is 32-bit aligned
1440 -  ``i64:32:64`` - i64 has ABI alignment of 32-bits but preferred
1441    alignment of 64-bits
1442 -  ``f16:16:16`` - half is 16-bit aligned
1443 -  ``f32:32:32`` - float is 32-bit aligned
1444 -  ``f64:64:64`` - double is 64-bit aligned
1445 -  ``f128:128:128`` - quad is 128-bit aligned
1446 -  ``v64:64:64`` - 64-bit vector is 64-bit aligned
1447 -  ``v128:128:128`` - 128-bit vector is 128-bit aligned
1448 -  ``a:0:64`` - aggregates are 64-bit aligned
1449
1450 When LLVM is determining the alignment for a given type, it uses the
1451 following rules:
1452
1453 #. If the type sought is an exact match for one of the specifications,
1454    that specification is used.
1455 #. If no match is found, and the type sought is an integer type, then
1456    the smallest integer type that is larger than the bitwidth of the
1457    sought type is used. If none of the specifications are larger than
1458    the bitwidth then the largest integer type is used. For example,
1459    given the default specifications above, the i7 type will use the
1460    alignment of i8 (next largest) while both i65 and i256 will use the
1461    alignment of i64 (largest specified).
1462 #. If no match is found, and the type sought is a vector type, then the
1463    largest vector type that is smaller than the sought vector type will
1464    be used as a fall back. This happens because <128 x double> can be
1465    implemented in terms of 64 <2 x double>, for example.
1466
1467 The function of the data layout string may not be what you expect.
1468 Notably, this is not a specification from the frontend of what alignment
1469 the code generator should use.
1470
1471 Instead, if specified, the target data layout is required to match what
1472 the ultimate *code generator* expects. This string is used by the
1473 mid-level optimizers to improve code, and this only works if it matches
1474 what the ultimate code generator uses. If you would like to generate IR
1475 that does not embed this target-specific detail into the IR, then you
1476 don't have to specify the string. This will disable some optimizations
1477 that require precise layout information, but this also prevents those
1478 optimizations from introducing target specificity into the IR.
1479
1480 .. _langref_triple:
1481
1482 Target Triple
1483 -------------
1484
1485 A module may specify a target triple string that describes the target
1486 host. The syntax for the target triple is simply:
1487
1488 .. code-block:: llvm
1489
1490     target triple = "x86_64-apple-macosx10.7.0"
1491
1492 The *target triple* string consists of a series of identifiers delimited
1493 by the minus sign character ('-'). The canonical forms are:
1494
1495 ::
1496
1497     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM
1498     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM-ENVIRONMENT
1499
1500 This information is passed along to the backend so that it generates
1501 code for the proper architecture. It's possible to override this on the
1502 command line with the ``-mtriple`` command line option.
1503
1504 .. _pointeraliasing:
1505
1506 Pointer Aliasing Rules
1507 ----------------------
1508
1509 Any memory access must be done through a pointer value associated with
1510 an address range of the memory access, otherwise the behavior is
1511 undefined. Pointer values are associated with address ranges according
1512 to the following rules:
1513
1514 -  A pointer value is associated with the addresses associated with any
1515    value it is *based* on.
1516 -  An address of a global variable is associated with the address range
1517    of the variable's storage.
1518 -  The result value of an allocation instruction is associated with the
1519    address range of the allocated storage.
1520 -  A null pointer in the default address-space is associated with no
1521    address.
1522 -  An integer constant other than zero or a pointer value returned from
1523    a function not defined within LLVM may be associated with address
1524    ranges allocated through mechanisms other than those provided by
1525    LLVM. Such ranges shall not overlap with any ranges of addresses
1526    allocated by mechanisms provided by LLVM.
1527
1528 A pointer value is *based* on another pointer value according to the
1529 following rules:
1530
1531 -  A pointer value formed from a ``getelementptr`` operation is *based*
1532    on the first operand of the ``getelementptr``.
1533 -  The result value of a ``bitcast`` is *based* on the operand of the
1534    ``bitcast``.
1535 -  A pointer value formed by an ``inttoptr`` is *based* on all pointer
1536    values that contribute (directly or indirectly) to the computation of
1537    the pointer's value.
1538 -  The "*based* on" relationship is transitive.
1539
1540 Note that this definition of *"based"* is intentionally similar to the
1541 definition of *"based"* in C99, though it is slightly weaker.
1542
1543 LLVM IR does not associate types with memory. The result type of a
1544 ``load`` merely indicates the size and alignment of the memory from
1545 which to load, as well as the interpretation of the value. The first
1546 operand type of a ``store`` similarly only indicates the size and
1547 alignment of the store.
1548
1549 Consequently, type-based alias analysis, aka TBAA, aka
1550 ``-fstrict-aliasing``, is not applicable to general unadorned LLVM IR.
1551 :ref:`Metadata <metadata>` may be used to encode additional information
1552 which specialized optimization passes may use to implement type-based
1553 alias analysis.
1554
1555 .. _volatile:
1556
1557 Volatile Memory Accesses
1558 ------------------------
1559
1560 Certain memory accesses, such as :ref:`load <i_load>`'s,
1561 :ref:`store <i_store>`'s, and :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>`'s may be
1562 marked ``volatile``. The optimizers must not change the number of
1563 volatile operations or change their order of execution relative to other
1564 volatile operations. The optimizers *may* change the order of volatile
1565 operations relative to non-volatile operations. This is not Java's
1566 "volatile" and has no cross-thread synchronization behavior.
1567
1568 IR-level volatile loads and stores cannot safely be optimized into
1569 llvm.memcpy or llvm.memmove intrinsics even when those intrinsics are
1570 flagged volatile. Likewise, the backend should never split or merge
1571 target-legal volatile load/store instructions.
1572
1573 .. admonition:: Rationale
1574
1575  Platforms may rely on volatile loads and stores of natively supported
1576  data width to be executed as single instruction. For example, in C
1577  this holds for an l-value of volatile primitive type with native
1578  hardware support, but not necessarily for aggregate types. The
1579  frontend upholds these expectations, which are intentionally
1580  unspecified in the IR. The rules above ensure that IR transformation
1581  do not violate the frontend's contract with the language.
1582
1583 .. _memmodel:
1584
1585 Memory Model for Concurrent Operations
1586 --------------------------------------
1587
1588 The LLVM IR does not define any way to start parallel threads of
1589 execution or to register signal handlers. Nonetheless, there are
1590 platform-specific ways to create them, and we define LLVM IR's behavior
1591 in their presence. This model is inspired by the C++0x memory model.
1592
1593 For a more informal introduction to this model, see the :doc:`Atomics`.
1594
1595 We define a *happens-before* partial order as the least partial order
1596 that
1597
1598 -  Is a superset of single-thread program order, and
1599 -  When a *synchronizes-with* ``b``, includes an edge from ``a`` to
1600    ``b``. *Synchronizes-with* pairs are introduced by platform-specific
1601    techniques, like pthread locks, thread creation, thread joining,
1602    etc., and by atomic instructions. (See also :ref:`Atomic Memory Ordering
1603    Constraints <ordering>`).
1604
1605 Note that program order does not introduce *happens-before* edges
1606 between a thread and signals executing inside that thread.
1607
1608 Every (defined) read operation (load instructions, memcpy, atomic
1609 loads/read-modify-writes, etc.) R reads a series of bytes written by
1610 (defined) write operations (store instructions, atomic
1611 stores/read-modify-writes, memcpy, etc.). For the purposes of this
1612 section, initialized globals are considered to have a write of the
1613 initializer which is atomic and happens before any other read or write
1614 of the memory in question. For each byte of a read R, R\ :sub:`byte`
1615 may see any write to the same byte, except:
1616
1617 -  If write\ :sub:`1`  happens before write\ :sub:`2`, and
1618    write\ :sub:`2` happens before R\ :sub:`byte`, then
1619    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`1`.
1620 -  If R\ :sub:`byte` happens before write\ :sub:`3`, then
1621    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`3`.
1622
1623 Given that definition, R\ :sub:`byte` is defined as follows:
1624
1625 -  If R is volatile, the result is target-dependent. (Volatile is
1626    supposed to give guarantees which can support ``sig_atomic_t`` in
1627    C/C++, and may be used for accesses to addresses that do not behave
1628    like normal memory. It does not generally provide cross-thread
1629    synchronization.)
1630 -  Otherwise, if there is no write to the same byte that happens before
1631    R\ :sub:`byte`, R\ :sub:`byte` returns ``undef`` for that byte.
1632 -  Otherwise, if R\ :sub:`byte` may see exactly one write,
1633    R\ :sub:`byte` returns the value written by that write.
1634 -  Otherwise, if R is atomic, and all the writes R\ :sub:`byte` may
1635    see are atomic, it chooses one of the values written. See the :ref:`Atomic
1636    Memory Ordering Constraints <ordering>` section for additional
1637    constraints on how the choice is made.
1638 -  Otherwise R\ :sub:`byte` returns ``undef``.
1639
1640 R returns the value composed of the series of bytes it read. This
1641 implies that some bytes within the value may be ``undef`` **without**
1642 the entire value being ``undef``. Note that this only defines the
1643 semantics of the operation; it doesn't mean that targets will emit more
1644 than one instruction to read the series of bytes.
1645
1646 Note that in cases where none of the atomic intrinsics are used, this
1647 model places only one restriction on IR transformations on top of what
1648 is required for single-threaded execution: introducing a store to a byte
1649 which might not otherwise be stored is not allowed in general.
1650 (Specifically, in the case where another thread might write to and read
1651 from an address, introducing a store can change a load that may see
1652 exactly one write into a load that may see multiple writes.)
1653
1654 .. _ordering:
1655
1656 Atomic Memory Ordering Constraints
1657 ----------------------------------
1658
1659 Atomic instructions (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>`,
1660 :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`, :ref:`fence <i_fence>`,
1661 :ref:`atomic load <i_load>`, and :ref:`atomic store <i_store>`) take
1662 ordering parameters that determine which other atomic instructions on
1663 the same address they *synchronize with*. These semantics are borrowed
1664 from Java and C++0x, but are somewhat more colloquial. If these
1665 descriptions aren't precise enough, check those specs (see spec
1666 references in the :doc:`atomics guide <Atomics>`).
1667 :ref:`fence <i_fence>` instructions treat these orderings somewhat
1668 differently since they don't take an address. See that instruction's
1669 documentation for details.
1670
1671 For a simpler introduction to the ordering constraints, see the
1672 :doc:`Atomics`.
1673
1674 ``unordered``
1675     The set of values that can be read is governed by the happens-before
1676     partial order. A value cannot be read unless some operation wrote
1677     it. This is intended to provide a guarantee strong enough to model
1678     Java's non-volatile shared variables. This ordering cannot be
1679     specified for read-modify-write operations; it is not strong enough
1680     to make them atomic in any interesting way.
1681 ``monotonic``
1682     In addition to the guarantees of ``unordered``, there is a single
1683     total order for modifications by ``monotonic`` operations on each
1684     address. All modification orders must be compatible with the
1685     happens-before order. There is no guarantee that the modification
1686     orders can be combined to a global total order for the whole program
1687     (and this often will not be possible). The read in an atomic
1688     read-modify-write operation (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>` and
1689     :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`) reads the value in the modification
1690     order immediately before the value it writes. If one atomic read
1691     happens before another atomic read of the same address, the later
1692     read must see the same value or a later value in the address's
1693     modification order. This disallows reordering of ``monotonic`` (or
1694     stronger) operations on the same address. If an address is written
1695     ``monotonic``-ally by one thread, and other threads ``monotonic``-ally
1696     read that address repeatedly, the other threads must eventually see
1697     the write. This corresponds to the C++0x/C1x
1698     ``memory_order_relaxed``.
1699 ``acquire``
1700     In addition to the guarantees of ``monotonic``, a
1701     *synchronizes-with* edge may be formed with a ``release`` operation.
1702     This is intended to model C++'s ``memory_order_acquire``.
1703 ``release``
1704     In addition to the guarantees of ``monotonic``, if this operation
1705     writes a value which is subsequently read by an ``acquire``
1706     operation, it *synchronizes-with* that operation. (This isn't a
1707     complete description; see the C++0x definition of a release
1708     sequence.) This corresponds to the C++0x/C1x
1709     ``memory_order_release``.
1710 ``acq_rel`` (acquire+release)
1711     Acts as both an ``acquire`` and ``release`` operation on its
1712     address. This corresponds to the C++0x/C1x ``memory_order_acq_rel``.
1713 ``seq_cst`` (sequentially consistent)
1714     In addition to the guarantees of ``acq_rel`` (``acquire`` for an
1715     operation that only reads, ``release`` for an operation that only
1716     writes), there is a global total order on all
1717     sequentially-consistent operations on all addresses, which is
1718     consistent with the *happens-before* partial order and with the
1719     modification orders of all the affected addresses. Each
1720     sequentially-consistent read sees the last preceding write to the
1721     same address in this global order. This corresponds to the C++0x/C1x
1722     ``memory_order_seq_cst`` and Java volatile.
1723
1724 .. _singlethread:
1725
1726 If an atomic operation is marked ``singlethread``, it only *synchronizes
1727 with* or participates in modification and seq\_cst total orderings with
1728 other operations running in the same thread (for example, in signal
1729 handlers).
1730
1731 .. _fastmath:
1732
1733 Fast-Math Flags
1734 ---------------
1735
1736 LLVM IR floating-point binary ops (:ref:`fadd <i_fadd>`,
1737 :ref:`fsub <i_fsub>`, :ref:`fmul <i_fmul>`, :ref:`fdiv <i_fdiv>`,
1738 :ref:`frem <i_frem>`) have the following flags that can set to enable
1739 otherwise unsafe floating point operations
1740
1741 ``nnan``
1742    No NaNs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
1743    NaN. Such optimizations are required to retain defined behavior over
1744    NaNs, but the value of the result is undefined.
1745
1746 ``ninf``
1747    No Infs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
1748    +/-Inf. Such optimizations are required to retain defined behavior over
1749    +/-Inf, but the value of the result is undefined.
1750
1751 ``nsz``
1752    No Signed Zeros - Allow optimizations to treat the sign of a zero
1753    argument or result as insignificant.
1754
1755 ``arcp``
1756    Allow Reciprocal - Allow optimizations to use the reciprocal of an
1757    argument rather than perform division.
1758
1759 ``fast``
1760    Fast - Allow algebraically equivalent transformations that may
1761    dramatically change results in floating point (e.g. reassociate). This
1762    flag implies all the others.
1763
1764 .. _uselistorder:
1765
1766 Use-list Order Directives
1767 -------------------------
1768
1769 Use-list directives encode the in-memory order of each use-list, allowing the
1770 order to be recreated.  ``<order-indexes>`` is a comma-separated list of
1771 indexes that are assigned to the referenced value's uses.  The referenced
1772 value's use-list is immediately sorted by these indexes.
1773
1774 Use-list directives may appear at function scope or global scope.  They are not
1775 instructions, and have no effect on the semantics of the IR.  When they're at
1776 function scope, they must appear after the terminator of the final basic block.
1777
1778 If basic blocks have their address taken via ``blockaddress()`` expressions,
1779 ``uselistorder_bb`` can be used to reorder their use-lists from outside their
1780 function's scope.
1781
1782 :Syntax:
1783
1784 ::
1785
1786     uselistorder <ty> <value>, { <order-indexes> }
1787     uselistorder_bb @function, %block { <order-indexes> }
1788
1789 :Examples:
1790
1791 ::
1792
1793     define void @foo(i32 %arg1, i32 %arg2) {
1794     entry:
1795       ; ... instructions ...
1796     bb:
1797       ; ... instructions ...
1798
1799       ; At function scope.
1800       uselistorder i32 %arg1, { 1, 0, 2 }
1801       uselistorder label %bb, { 1, 0 }
1802     }
1803
1804     ; At global scope.
1805     uselistorder i32* @global, { 1, 2, 0 }
1806     uselistorder i32 7, { 1, 0 }
1807     uselistorder i32 (i32) @bar, { 1, 0 }
1808     uselistorder_bb @foo, %bb, { 5, 1, 3, 2, 0, 4 }
1809
1810 .. _typesystem:
1811
1812 Type System
1813 ===========
1814
1815 The LLVM type system is one of the most important features of the
1816 intermediate representation. Being typed enables a number of
1817 optimizations to be performed on the intermediate representation
1818 directly, without having to do extra analyses on the side before the
1819 transformation. A strong type system makes it easier to read the
1820 generated code and enables novel analyses and transformations that are
1821 not feasible to perform on normal three address code representations.
1822
1823 .. _t_void:
1824
1825 Void Type
1826 ---------
1827
1828 :Overview:
1829
1830
1831 The void type does not represent any value and has no size.
1832
1833 :Syntax:
1834
1835
1836 ::
1837
1838       void
1839
1840
1841 .. _t_function:
1842
1843 Function Type
1844 -------------
1845
1846 :Overview:
1847
1848
1849 The function type can be thought of as a function signature. It consists of a
1850 return type and a list of formal parameter types. The return type of a function
1851 type is a void type or first class type --- except for :ref:`label <t_label>`
1852 and :ref:`metadata <t_metadata>` types.
1853
1854 :Syntax:
1855
1856 ::
1857
1858       <returntype> (<parameter list>)
1859
1860 ...where '``<parameter list>``' is a comma-separated list of type
1861 specifiers. Optionally, the parameter list may include a type ``...``, which
1862 indicates that the function takes a variable number of arguments.  Variable
1863 argument functions can access their arguments with the :ref:`variable argument
1864 handling intrinsic <int_varargs>` functions.  '``<returntype>``' is any type
1865 except :ref:`label <t_label>` and :ref:`metadata <t_metadata>`.
1866
1867 :Examples:
1868
1869 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1870 | ``i32 (i32)``                   | function taking an ``i32``, returning an ``i32``                                                                                                                    |
1871 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1872 | ``float (i16, i32 *) *``        | :ref:`Pointer <t_pointer>` to a function that takes an ``i16`` and a :ref:`pointer <t_pointer>` to ``i32``, returning ``float``.                                    |
1873 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1874 | ``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. |
1875 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1876 | ``{i32, i32} (i32)``            | A function taking an ``i32``, returning a :ref:`structure <t_struct>` containing two ``i32`` values                                                                 |
1877 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1878
1879 .. _t_firstclass:
1880
1881 First Class Types
1882 -----------------
1883
1884 The :ref:`first class <t_firstclass>` types are perhaps the most important.
1885 Values of these types are the only ones which can be produced by
1886 instructions.
1887
1888 .. _t_single_value:
1889
1890 Single Value Types
1891 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1892
1893 These are the types that are valid in registers from CodeGen's perspective.
1894
1895 .. _t_integer:
1896
1897 Integer Type
1898 """"""""""""
1899
1900 :Overview:
1901
1902 The integer type is a very simple type that simply specifies an
1903 arbitrary bit width for the integer type desired. Any bit width from 1
1904 bit to 2\ :sup:`23`\ -1 (about 8 million) can be specified.
1905
1906 :Syntax:
1907
1908 ::
1909
1910       iN
1911
1912 The number of bits the integer will occupy is specified by the ``N``
1913 value.
1914
1915 Examples:
1916 *********
1917
1918 +----------------+------------------------------------------------+
1919 | ``i1``         | a single-bit integer.                          |
1920 +----------------+------------------------------------------------+
1921 | ``i32``        | a 32-bit integer.                              |
1922 +----------------+------------------------------------------------+
1923 | ``i1942652``   | a really big integer of over 1 million bits.   |
1924 +----------------+------------------------------------------------+
1925
1926 .. _t_floating:
1927
1928 Floating Point Types
1929 """"""""""""""""""""
1930
1931 .. list-table::
1932    :header-rows: 1
1933
1934    * - Type
1935      - Description
1936
1937    * - ``half``
1938      - 16-bit floating point value
1939
1940    * - ``float``
1941      - 32-bit floating point value
1942
1943    * - ``double``
1944      - 64-bit floating point value
1945
1946    * - ``fp128``
1947      - 128-bit floating point value (112-bit mantissa)
1948
1949    * - ``x86_fp80``
1950      -  80-bit floating point value (X87)
1951
1952    * - ``ppc_fp128``
1953      - 128-bit floating point value (two 64-bits)
1954
1955 X86_mmx Type
1956 """"""""""""
1957
1958 :Overview:
1959
1960 The x86_mmx type represents a value held in an MMX register on an x86
1961 machine. The operations allowed on it are quite limited: parameters and
1962 return values, load and store, and bitcast. User-specified MMX
1963 instructions are represented as intrinsic or asm calls with arguments
1964 and/or results of this type. There are no arrays, vectors or constants
1965 of this type.
1966
1967 :Syntax:
1968
1969 ::
1970
1971       x86_mmx
1972
1973
1974 .. _t_pointer:
1975
1976 Pointer Type
1977 """"""""""""
1978
1979 :Overview:
1980
1981 The pointer type is used to specify memory locations. Pointers are
1982 commonly used to reference objects in memory.
1983
1984 Pointer types may have an optional address space attribute defining the
1985 numbered address space where the pointed-to object resides. The default
1986 address space is number zero. The semantics of non-zero address spaces
1987 are target-specific.
1988
1989 Note that LLVM does not permit pointers to void (``void*``) nor does it
1990 permit pointers to labels (``label*``). Use ``i8*`` instead.
1991
1992 :Syntax:
1993
1994 ::
1995
1996       <type> *
1997
1998 :Examples:
1999
2000 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2001 | ``[4 x i32]*``          | A :ref:`pointer <t_pointer>` to :ref:`array <t_array>` of four ``i32`` values.                               |
2002 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2003 | ``i32 (i32*) *``        | A :ref:`pointer <t_pointer>` to a :ref:`function <t_function>` that takes an ``i32*``, returning an ``i32``. |
2004 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2005 | ``i32 addrspace(5)*``   | A :ref:`pointer <t_pointer>` to an ``i32`` value that resides in address space #5.                           |
2006 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2007
2008 .. _t_vector:
2009
2010 Vector Type
2011 """""""""""
2012
2013 :Overview:
2014
2015 A vector type is a simple derived type that represents a vector of
2016 elements. Vector types are used when multiple primitive data are
2017 operated in parallel using a single instruction (SIMD). A vector type
2018 requires a size (number of elements) and an underlying primitive data
2019 type. Vector types are considered :ref:`first class <t_firstclass>`.
2020
2021 :Syntax:
2022
2023 ::
2024
2025       < <# elements> x <elementtype> >
2026
2027 The number of elements is a constant integer value larger than 0;
2028 elementtype may be any integer, floating point or pointer type. Vectors
2029 of size zero are not allowed.
2030
2031 :Examples:
2032
2033 +-------------------+--------------------------------------------------+
2034 | ``<4 x i32>``     | Vector of 4 32-bit integer values.               |
2035 +-------------------+--------------------------------------------------+
2036 | ``<8 x float>``   | Vector of 8 32-bit floating-point values.        |
2037 +-------------------+--------------------------------------------------+
2038 | ``<2 x i64>``     | Vector of 2 64-bit integer values.               |
2039 +-------------------+--------------------------------------------------+
2040 | ``<4 x i64*>``    | Vector of 4 pointers to 64-bit integer values.   |
2041 +-------------------+--------------------------------------------------+
2042
2043 .. _t_label:
2044
2045 Label Type
2046 ^^^^^^^^^^
2047
2048 :Overview:
2049
2050 The label type represents code labels.
2051
2052 :Syntax:
2053
2054 ::
2055
2056       label
2057
2058 .. _t_metadata:
2059
2060 Metadata Type
2061 ^^^^^^^^^^^^^
2062
2063 :Overview:
2064
2065 The metadata type represents embedded metadata. No derived types may be
2066 created from metadata except for :ref:`function <t_function>` arguments.
2067
2068 :Syntax:
2069
2070 ::
2071
2072       metadata
2073
2074 .. _t_aggregate:
2075
2076 Aggregate Types
2077 ^^^^^^^^^^^^^^^
2078
2079 Aggregate Types are a subset of derived types that can contain multiple
2080 member types. :ref:`Arrays <t_array>` and :ref:`structs <t_struct>` are
2081 aggregate types. :ref:`Vectors <t_vector>` are not considered to be
2082 aggregate types.
2083
2084 .. _t_array:
2085
2086 Array Type
2087 """"""""""
2088
2089 :Overview:
2090
2091 The array type is a very simple derived type that arranges elements
2092 sequentially in memory. The array type requires a size (number of
2093 elements) and an underlying data type.
2094
2095 :Syntax:
2096
2097 ::
2098
2099       [<# elements> x <elementtype>]
2100
2101 The number of elements is a constant integer value; ``elementtype`` may
2102 be any type with a size.
2103
2104 :Examples:
2105
2106 +------------------+--------------------------------------+
2107 | ``[40 x i32]``   | Array of 40 32-bit integer values.   |
2108 +------------------+--------------------------------------+
2109 | ``[41 x i32]``   | Array of 41 32-bit integer values.   |
2110 +------------------+--------------------------------------+
2111 | ``[4 x i8]``     | Array of 4 8-bit integer values.     |
2112 +------------------+--------------------------------------+
2113
2114 Here are some examples of multidimensional arrays:
2115
2116 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2117 | ``[3 x [4 x i32]]``         | 3x4 array of 32-bit integer values.                      |
2118 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2119 | ``[12 x [10 x float]]``     | 12x10 array of single precision floating point values.   |
2120 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2121 | ``[2 x [3 x [4 x i16]]]``   | 2x3x4 array of 16-bit integer values.                    |
2122 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2123
2124 There is no restriction on indexing beyond the end of the array implied
2125 by a static type (though there are restrictions on indexing beyond the
2126 bounds of an allocated object in some cases). This means that
2127 single-dimension 'variable sized array' addressing can be implemented in
2128 LLVM with a zero length array type. An implementation of 'pascal style
2129 arrays' in LLVM could use the type "``{ i32, [0 x float]}``", for
2130 example.
2131
2132 .. _t_struct:
2133
2134 Structure Type
2135 """"""""""""""
2136
2137 :Overview:
2138
2139 The structure type is used to represent a collection of data members
2140 together in memory. The elements of a structure may be any type that has
2141 a size.
2142
2143 Structures in memory are accessed using '``load``' and '``store``' by
2144 getting a pointer to a field with the '``getelementptr``' instruction.
2145 Structures in registers are accessed using the '``extractvalue``' and
2146 '``insertvalue``' instructions.
2147
2148 Structures may optionally be "packed" structures, which indicate that
2149 the alignment of the struct is one byte, and that there is no padding
2150 between the elements. In non-packed structs, padding between field types
2151 is inserted as defined by the DataLayout string in the module, which is
2152 required to match what the underlying code generator expects.
2153
2154 Structures can either be "literal" or "identified". A literal structure
2155 is defined inline with other types (e.g. ``{i32, i32}*``) whereas
2156 identified types are always defined at the top level with a name.
2157 Literal types are uniqued by their contents and can never be recursive
2158 or opaque since there is no way to write one. Identified types can be
2159 recursive, can be opaqued, and are never uniqued.
2160
2161 :Syntax:
2162
2163 ::
2164
2165       %T1 = type { <type list> }     ; Identified normal struct type
2166       %T2 = type <{ <type list> }>   ; Identified packed struct type
2167
2168 :Examples:
2169
2170 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2171 | ``{ i32, i32, i32 }``        | A triple of three ``i32`` values                                                                                                                                                      |
2172 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2173 | ``{ 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``.  |
2174 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2175 | ``<{ i8, i32 }>``            | A packed struct known to be 5 bytes in size.                                                                                                                                          |
2176 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2177
2178 .. _t_opaque:
2179
2180 Opaque Structure Types
2181 """"""""""""""""""""""
2182
2183 :Overview:
2184
2185 Opaque structure types are used to represent named structure types that
2186 do not have a body specified. This corresponds (for example) to the C
2187 notion of a forward declared structure.
2188
2189 :Syntax:
2190
2191 ::
2192
2193       %X = type opaque
2194       %52 = type opaque
2195
2196 :Examples:
2197
2198 +--------------+-------------------+
2199 | ``opaque``   | An opaque type.   |
2200 +--------------+-------------------+
2201
2202 .. _constants:
2203
2204 Constants
2205 =========
2206
2207 LLVM has several different basic types of constants. This section
2208 describes them all and their syntax.
2209
2210 Simple Constants
2211 ----------------
2212
2213 **Boolean constants**
2214     The two strings '``true``' and '``false``' are both valid constants
2215     of the ``i1`` type.
2216 **Integer constants**
2217     Standard integers (such as '4') are constants of the
2218     :ref:`integer <t_integer>` type. Negative numbers may be used with
2219     integer types.
2220 **Floating point constants**
2221     Floating point constants use standard decimal notation (e.g.
2222     123.421), exponential notation (e.g. 1.23421e+2), or a more precise
2223     hexadecimal notation (see below). The assembler requires the exact
2224     decimal value of a floating-point constant. For example, the
2225     assembler accepts 1.25 but rejects 1.3 because 1.3 is a repeating
2226     decimal in binary. Floating point constants must have a :ref:`floating
2227     point <t_floating>` type.
2228 **Null pointer constants**
2229     The identifier '``null``' is recognized as a null pointer constant
2230     and must be of :ref:`pointer type <t_pointer>`.
2231
2232 The one non-intuitive notation for constants is the hexadecimal form of
2233 floating point constants. For example, the form
2234 '``double    0x432ff973cafa8000``' is equivalent to (but harder to read
2235 than) '``double 4.5e+15``'. The only time hexadecimal floating point
2236 constants are required (and the only time that they are generated by the
2237 disassembler) is when a floating point constant must be emitted but it
2238 cannot be represented as a decimal floating point number in a reasonable
2239 number of digits. For example, NaN's, infinities, and other special
2240 values are represented in their IEEE hexadecimal format so that assembly
2241 and disassembly do not cause any bits to change in the constants.
2242
2243 When using the hexadecimal form, constants of types half, float, and
2244 double are represented using the 16-digit form shown above (which
2245 matches the IEEE754 representation for double); half and float values
2246 must, however, be exactly representable as IEEE 754 half and single
2247 precision, respectively. Hexadecimal format is always used for long
2248 double, and there are three forms of long double. The 80-bit format used
2249 by x86 is represented as ``0xK`` followed by 20 hexadecimal digits. The
2250 128-bit format used by PowerPC (two adjacent doubles) is represented by
2251 ``0xM`` followed by 32 hexadecimal digits. The IEEE 128-bit format is
2252 represented by ``0xL`` followed by 32 hexadecimal digits. Long doubles
2253 will only work if they match the long double format on your target.
2254 The IEEE 16-bit format (half precision) is represented by ``0xH``
2255 followed by 4 hexadecimal digits. All hexadecimal formats are big-endian
2256 (sign bit at the left).
2257
2258 There are no constants of type x86_mmx.
2259
2260 .. _complexconstants:
2261
2262 Complex Constants
2263 -----------------
2264
2265 Complex constants are a (potentially recursive) combination of simple
2266 constants and smaller complex constants.
2267
2268 **Structure constants**
2269     Structure constants are represented with notation similar to
2270     structure type definitions (a comma separated list of elements,
2271     surrounded by braces (``{}``)). For example:
2272     "``{ i32 4, float 17.0, i32* @G }``", where "``@G``" is declared as
2273     "``@G = external global i32``". Structure constants must have
2274     :ref:`structure type <t_struct>`, and the number and types of elements
2275     must match those specified by the type.
2276 **Array constants**
2277     Array constants are represented with notation similar to array type
2278     definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
2279     square brackets (``[]``)). For example:
2280     "``[ i32 42, i32 11, i32 74 ]``". Array constants must have
2281     :ref:`array type <t_array>`, and the number and types of elements must
2282     match those specified by the type. As a special case, character array
2283     constants may also be represented as a double-quoted string using the ``c``
2284     prefix. For example: "``c"Hello World\0A\00"``".
2285 **Vector constants**
2286     Vector constants are represented with notation similar to vector
2287     type definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
2288     less-than/greater-than's (``<>``)). For example:
2289     "``< i32 42, i32 11, i32 74, i32 100 >``". Vector constants
2290     must have :ref:`vector type <t_vector>`, and the number and types of
2291     elements must match those specified by the type.
2292 **Zero initialization**
2293     The string '``zeroinitializer``' can be used to zero initialize a
2294     value to zero of *any* type, including scalar and
2295     :ref:`aggregate <t_aggregate>` types. This is often used to avoid
2296     having to print large zero initializers (e.g. for large arrays) and
2297     is always exactly equivalent to using explicit zero initializers.
2298 **Metadata node**
2299     A metadata node is a structure-like constant with :ref:`metadata
2300     type <t_metadata>`. For example:
2301     "``metadata !{ i32 0, metadata !"test" }``". Unlike other
2302     constants that are meant to be interpreted as part of the
2303     instruction stream, metadata is a place to attach additional
2304     information such as debug info.
2305
2306 Global Variable and Function Addresses
2307 --------------------------------------
2308
2309 The addresses of :ref:`global variables <globalvars>` and
2310 :ref:`functions <functionstructure>` are always implicitly valid
2311 (link-time) constants. These constants are explicitly referenced when
2312 the :ref:`identifier for the global <identifiers>` is used and always have
2313 :ref:`pointer <t_pointer>` type. For example, the following is a legal LLVM
2314 file:
2315
2316 .. code-block:: llvm
2317
2318     @X = global i32 17
2319     @Y = global i32 42
2320     @Z = global [2 x i32*] [ i32* @X, i32* @Y ]
2321
2322 .. _undefvalues:
2323
2324 Undefined Values
2325 ----------------
2326
2327 The string '``undef``' can be used anywhere a constant is expected, and
2328 indicates that the user of the value may receive an unspecified
2329 bit-pattern. Undefined values may be of any type (other than '``label``'
2330 or '``void``') and be used anywhere a constant is permitted.
2331
2332 Undefined values are useful because they indicate to the compiler that
2333 the program is well defined no matter what value is used. This gives the
2334 compiler more freedom to optimize. Here are some examples of
2335 (potentially surprising) transformations that are valid (in pseudo IR):
2336
2337 .. code-block:: llvm
2338
2339       %A = add %X, undef
2340       %B = sub %X, undef
2341       %C = xor %X, undef
2342     Safe:
2343       %A = undef
2344       %B = undef
2345       %C = undef
2346
2347 This is safe because all of the output bits are affected by the undef
2348 bits. Any output bit can have a zero or one depending on the input bits.
2349
2350 .. code-block:: llvm
2351
2352       %A = or %X, undef
2353       %B = and %X, undef
2354     Safe:
2355       %A = -1
2356       %B = 0
2357     Unsafe:
2358       %A = undef
2359       %B = undef
2360
2361 These logical operations have bits that are not always affected by the
2362 input. For example, if ``%X`` has a zero bit, then the output of the
2363 '``and``' operation will always be a zero for that bit, no matter what
2364 the corresponding bit from the '``undef``' is. As such, it is unsafe to
2365 optimize or assume that the result of the '``and``' is '``undef``'.
2366 However, it is safe to assume that all bits of the '``undef``' could be
2367 0, and optimize the '``and``' to 0. Likewise, it is safe to assume that
2368 all the bits of the '``undef``' operand to the '``or``' could be set,
2369 allowing the '``or``' to be folded to -1.
2370
2371 .. code-block:: llvm
2372
2373       %A = select undef, %X, %Y
2374       %B = select undef, 42, %Y
2375       %C = select %X, %Y, undef
2376     Safe:
2377       %A = %X     (or %Y)
2378       %B = 42     (or %Y)
2379       %C = %Y
2380     Unsafe:
2381       %A = undef
2382       %B = undef
2383       %C = undef
2384
2385 This set of examples shows that undefined '``select``' (and conditional
2386 branch) conditions can go *either way*, but they have to come from one
2387 of the two operands. In the ``%A`` example, if ``%X`` and ``%Y`` were
2388 both known to have a clear low bit, then ``%A`` would have to have a
2389 cleared low bit. However, in the ``%C`` example, the optimizer is
2390 allowed to assume that the '``undef``' operand could be the same as
2391 ``%Y``, allowing the whole '``select``' to be eliminated.
2392
2393 .. code-block:: llvm
2394
2395       %A = xor undef, undef
2396
2397       %B = undef
2398       %C = xor %B, %B
2399
2400       %D = undef
2401       %E = icmp slt %D, 4
2402       %F = icmp gte %D, 4
2403
2404     Safe:
2405       %A = undef
2406       %B = undef
2407       %C = undef
2408       %D = undef
2409       %E = undef
2410       %F = undef
2411
2412 This example points out that two '``undef``' operands are not
2413 necessarily the same. This can be surprising to people (and also matches
2414 C semantics) where they assume that "``X^X``" is always zero, even if
2415 ``X`` is undefined. This isn't true for a number of reasons, but the
2416 short answer is that an '``undef``' "variable" can arbitrarily change
2417 its value over its "live range". This is true because the variable
2418 doesn't actually *have a live range*. Instead, the value is logically
2419 read from arbitrary registers that happen to be around when needed, so
2420 the value is not necessarily consistent over time. In fact, ``%A`` and
2421 ``%C`` need to have the same semantics or the core LLVM "replace all
2422 uses with" concept would not hold.
2423
2424 .. code-block:: llvm
2425
2426       %A = fdiv undef, %X
2427       %B = fdiv %X, undef
2428     Safe:
2429       %A = undef
2430     b: unreachable
2431
2432 These examples show the crucial difference between an *undefined value*
2433 and *undefined behavior*. An undefined value (like '``undef``') is
2434 allowed to have an arbitrary bit-pattern. This means that the ``%A``
2435 operation can be constant folded to '``undef``', because the '``undef``'
2436 could be an SNaN, and ``fdiv`` is not (currently) defined on SNaN's.
2437 However, in the second example, we can make a more aggressive
2438 assumption: because the ``undef`` is allowed to be an arbitrary value,
2439 we are allowed to assume that it could be zero. Since a divide by zero
2440 has *undefined behavior*, we are allowed to assume that the operation
2441 does not execute at all. This allows us to delete the divide and all
2442 code after it. Because the undefined operation "can't happen", the
2443 optimizer can assume that it occurs in dead code.
2444
2445 .. code-block:: llvm
2446
2447     a:  store undef -> %X
2448     b:  store %X -> undef
2449     Safe:
2450     a: <deleted>
2451     b: unreachable
2452
2453 These examples reiterate the ``fdiv`` example: a store *of* an undefined
2454 value can be assumed to not have any effect; we can assume that the
2455 value is overwritten with bits that happen to match what was already
2456 there. However, a store *to* an undefined location could clobber
2457 arbitrary memory, therefore, it has undefined behavior.
2458
2459 .. _poisonvalues:
2460
2461 Poison Values
2462 -------------
2463
2464 Poison values are similar to :ref:`undef values <undefvalues>`, however
2465 they also represent the fact that an instruction or constant expression
2466 that cannot evoke side effects has nevertheless detected a condition
2467 that results in undefined behavior.
2468
2469 There is currently no way of representing a poison value in the IR; they
2470 only exist when produced by operations such as :ref:`add <i_add>` with
2471 the ``nsw`` flag.
2472
2473 Poison value behavior is defined in terms of value *dependence*:
2474
2475 -  Values other than :ref:`phi <i_phi>` nodes depend on their operands.
2476 -  :ref:`Phi <i_phi>` nodes depend on the operand corresponding to
2477    their dynamic predecessor basic block.
2478 -  Function arguments depend on the corresponding actual argument values
2479    in the dynamic callers of their functions.
2480 -  :ref:`Call <i_call>` instructions depend on the :ref:`ret <i_ret>`
2481    instructions that dynamically transfer control back to them.
2482 -  :ref:`Invoke <i_invoke>` instructions depend on the
2483    :ref:`ret <i_ret>`, :ref:`resume <i_resume>`, or exception-throwing
2484    call instructions that dynamically transfer control back to them.
2485 -  Non-volatile loads and stores depend on the most recent stores to all
2486    of the referenced memory addresses, following the order in the IR
2487    (including loads and stores implied by intrinsics such as
2488    :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`.)
2489 -  An instruction with externally visible side effects depends on the
2490    most recent preceding instruction with externally visible side
2491    effects, following the order in the IR. (This includes :ref:`volatile
2492    operations <volatile>`.)
2493 -  An instruction *control-depends* on a :ref:`terminator
2494    instruction <terminators>` if the terminator instruction has
2495    multiple successors and the instruction is always executed when
2496    control transfers to one of the successors, and may not be executed
2497    when control is transferred to another.
2498 -  Additionally, an instruction also *control-depends* on a terminator
2499    instruction if the set of instructions it otherwise depends on would
2500    be different if the terminator had transferred control to a different
2501    successor.
2502 -  Dependence is transitive.
2503
2504 Poison values have the same behavior as :ref:`undef values <undefvalues>`,
2505 with the additional effect that any instruction that has a *dependence*
2506 on a poison value has undefined behavior.
2507
2508 Here are some examples:
2509
2510 .. code-block:: llvm
2511
2512     entry:
2513       %poison = sub nuw i32 0, 1           ; Results in a poison value.
2514       %still_poison = and i32 %poison, 0   ; 0, but also poison.
2515       %poison_yet_again = getelementptr i32* @h, i32 %still_poison
2516       store i32 0, i32* %poison_yet_again  ; memory at @h[0] is poisoned
2517
2518       store i32 %poison, i32* @g           ; Poison value stored to memory.
2519       %poison2 = load i32* @g              ; Poison value loaded back from memory.
2520
2521       store volatile i32 %poison, i32* @g  ; External observation; undefined behavior.
2522
2523       %narrowaddr = bitcast i32* @g to i16*
2524       %wideaddr = bitcast i32* @g to i64*
2525       %poison3 = load i16* %narrowaddr     ; Returns a poison value.
2526       %poison4 = load i64* %wideaddr       ; Returns a poison value.
2527
2528       %cmp = icmp slt i32 %poison, 0       ; Returns a poison value.
2529       br i1 %cmp, label %true, label %end  ; Branch to either destination.
2530
2531     true:
2532       store volatile i32 0, i32* @g        ; This is control-dependent on %cmp, so
2533                                            ; it has undefined behavior.
2534       br label %end
2535
2536     end:
2537       %p = phi i32 [ 0, %entry ], [ 1, %true ]
2538                                            ; Both edges into this PHI are
2539                                            ; control-dependent on %cmp, so this
2540                                            ; always results in a poison value.
2541
2542       store volatile i32 0, i32* @g        ; This would depend on the store in %true
2543                                            ; if %cmp is true, or the store in %entry
2544                                            ; otherwise, so this is undefined behavior.
2545
2546       br i1 %cmp, label %second_true, label %second_end
2547                                            ; The same branch again, but this time the
2548                                            ; true block doesn't have side effects.
2549
2550     second_true:
2551       ; No side effects!
2552       ret void
2553
2554     second_end:
2555       store volatile i32 0, i32* @g        ; This time, the instruction always depends
2556                                            ; on the store in %end. Also, it is
2557                                            ; control-equivalent to %end, so this is
2558                                            ; well-defined (ignoring earlier undefined
2559                                            ; behavior in this example).
2560
2561 .. _blockaddress:
2562
2563 Addresses of Basic Blocks
2564 -------------------------
2565
2566 ``blockaddress(@function, %block)``
2567
2568 The '``blockaddress``' constant computes the address of the specified
2569 basic block in the specified function, and always has an ``i8*`` type.
2570 Taking the address of the entry block is illegal.
2571
2572 This value only has defined behavior when used as an operand to the
2573 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`' instruction, or for comparisons
2574 against null. Pointer equality tests between labels addresses results in
2575 undefined behavior --- though, again, comparison against null is ok, and
2576 no label is equal to the null pointer. This may be passed around as an
2577 opaque pointer sized value as long as the bits are not inspected. This
2578 allows ``ptrtoint`` and arithmetic to be performed on these values so
2579 long as the original value is reconstituted before the ``indirectbr``
2580 instruction.
2581
2582 Finally, some targets may provide defined semantics when using the value
2583 as the operand to an inline assembly, but that is target specific.
2584
2585 .. _constantexprs:
2586
2587 Constant Expressions
2588 --------------------
2589
2590 Constant expressions are used to allow expressions involving other
2591 constants to be used as constants. Constant expressions may be of any
2592 :ref:`first class <t_firstclass>` type and may involve any LLVM operation
2593 that does not have side effects (e.g. load and call are not supported).
2594 The following is the syntax for constant expressions:
2595
2596 ``trunc (CST to TYPE)``
2597     Truncate a constant to another type. The bit size of CST must be
2598     larger than the bit size of TYPE. Both types must be integers.
2599 ``zext (CST to TYPE)``
2600     Zero extend a constant to another type. The bit size of CST must be
2601     smaller than the bit size of TYPE. Both types must be integers.
2602 ``sext (CST to TYPE)``
2603     Sign extend a constant to another type. The bit size of CST must be
2604     smaller than the bit size of TYPE. Both types must be integers.
2605 ``fptrunc (CST to TYPE)``
2606     Truncate a floating point constant to another floating point type.
2607     The size of CST must be larger than the size of TYPE. Both types
2608     must be floating point.
2609 ``fpext (CST to TYPE)``
2610     Floating point extend a constant to another type. The size of CST
2611     must be smaller or equal to the size of TYPE. Both types must be
2612     floating point.
2613 ``fptoui (CST to TYPE)``
2614     Convert a floating point constant to the corresponding unsigned
2615     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
2616     must be of scalar or vector floating point type. Both CST and TYPE
2617     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
2618     value won't fit in the integer type, the results are undefined.
2619 ``fptosi (CST to TYPE)``
2620     Convert a floating point constant to the corresponding signed
2621     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
2622     must be of scalar or vector floating point type. Both CST and TYPE
2623     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
2624     value won't fit in the integer type, the results are undefined.
2625 ``uitofp (CST to TYPE)``
2626     Convert an unsigned integer constant to the corresponding floating
2627     point constant. TYPE must be a scalar or vector floating point type.
2628     CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
2629     be scalars, or vectors of the same number of elements. If the value
2630     won't fit in the floating point type, the results are undefined.
2631 ``sitofp (CST to TYPE)``
2632     Convert a signed integer constant to the corresponding floating
2633     point constant. TYPE must be a scalar or vector floating point type.
2634     CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
2635     be scalars, or vectors of the same number of elements. If the value
2636     won't fit in the floating point type, the results are undefined.
2637 ``ptrtoint (CST to TYPE)``
2638     Convert a pointer typed constant to the corresponding integer
2639     constant. ``TYPE`` must be an integer type. ``CST`` must be of
2640     pointer type. The ``CST`` value is zero extended, truncated, or
2641     unchanged to make it fit in ``TYPE``.
2642 ``inttoptr (CST to TYPE)``
2643     Convert an integer constant to a pointer constant. TYPE must be a
2644     pointer type. CST must be of integer type. The CST value is zero
2645     extended, truncated, or unchanged to make it fit in a pointer size.
2646     This one is *really* dangerous!
2647 ``bitcast (CST to TYPE)``
2648     Convert a constant, CST, to another TYPE. The constraints of the
2649     operands are the same as those for the :ref:`bitcast
2650     instruction <i_bitcast>`.
2651 ``addrspacecast (CST to TYPE)``
2652     Convert a constant pointer or constant vector of pointer, CST, to another
2653     TYPE in a different address space. The constraints of the operands are the
2654     same as those for the :ref:`addrspacecast instruction <i_addrspacecast>`.
2655 ``getelementptr (CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``, ``getelementptr inbounds (CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``
2656     Perform the :ref:`getelementptr operation <i_getelementptr>` on
2657     constants. As with the :ref:`getelementptr <i_getelementptr>`
2658     instruction, the index list may have zero or more indexes, which are
2659     required to make sense for the type of "CSTPTR".
2660 ``select (COND, VAL1, VAL2)``
2661     Perform the :ref:`select operation <i_select>` on constants.
2662 ``icmp COND (VAL1, VAL2)``
2663     Performs the :ref:`icmp operation <i_icmp>` on constants.
2664 ``fcmp COND (VAL1, VAL2)``
2665     Performs the :ref:`fcmp operation <i_fcmp>` on constants.
2666 ``extractelement (VAL, IDX)``
2667     Perform the :ref:`extractelement operation <i_extractelement>` on
2668     constants.
2669 ``insertelement (VAL, ELT, IDX)``
2670     Perform the :ref:`insertelement operation <i_insertelement>` on
2671     constants.
2672 ``shufflevector (VEC1, VEC2, IDXMASK)``
2673     Perform the :ref:`shufflevector operation <i_shufflevector>` on
2674     constants.
2675 ``extractvalue (VAL, IDX0, IDX1, ...)``
2676     Perform the :ref:`extractvalue operation <i_extractvalue>` on
2677     constants. The index list is interpreted in a similar manner as
2678     indices in a ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At
2679     least one index value must be specified.
2680 ``insertvalue (VAL, ELT, IDX0, IDX1, ...)``
2681     Perform the :ref:`insertvalue operation <i_insertvalue>` on constants.
2682     The index list is interpreted in a similar manner as indices in a
2683     ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At least one index
2684     value must be specified.
2685 ``OPCODE (LHS, RHS)``
2686     Perform the specified operation of the LHS and RHS constants. OPCODE
2687     may be any of the :ref:`binary <binaryops>` or :ref:`bitwise
2688     binary <bitwiseops>` operations. The constraints on operands are
2689     the same as those for the corresponding instruction (e.g. no bitwise
2690     operations on floating point values are allowed).
2691
2692 Other Values
2693 ============
2694
2695 .. _inlineasmexprs:
2696
2697 Inline Assembler Expressions
2698 ----------------------------
2699
2700 LLVM supports inline assembler expressions (as opposed to :ref:`Module-Level
2701 Inline Assembly <moduleasm>`) through the use of a special value. This
2702 value represents the inline assembler as a string (containing the
2703 instructions to emit), a list of operand constraints (stored as a
2704 string), a flag that indicates whether or not the inline asm expression
2705 has side effects, and a flag indicating whether the function containing
2706 the asm needs to align its stack conservatively. An example inline
2707 assembler expression is:
2708
2709 .. code-block:: llvm
2710
2711     i32 (i32) asm "bswap $0", "=r,r"
2712
2713 Inline assembler expressions may **only** be used as the callee operand
2714 of a :ref:`call <i_call>` or an :ref:`invoke <i_invoke>` instruction.
2715 Thus, typically we have:
2716
2717 .. code-block:: llvm
2718
2719     %X = call i32 asm "bswap $0", "=r,r"(i32 %Y)
2720
2721 Inline asms with side effects not visible in the constraint list must be
2722 marked as having side effects. This is done through the use of the
2723 '``sideeffect``' keyword, like so:
2724
2725 .. code-block:: llvm
2726
2727     call void asm sideeffect "eieio", ""()
2728
2729 In some cases inline asms will contain code that will not work unless
2730 the stack is aligned in some way, such as calls or SSE instructions on
2731 x86, yet will not contain code that does that alignment within the asm.
2732 The compiler should make conservative assumptions about what the asm
2733 might contain and should generate its usual stack alignment code in the
2734 prologue if the '``alignstack``' keyword is present:
2735
2736 .. code-block:: llvm
2737
2738     call void asm alignstack "eieio", ""()
2739
2740 Inline asms also support using non-standard assembly dialects. The
2741 assumed dialect is ATT. When the '``inteldialect``' keyword is present,
2742 the inline asm is using the Intel dialect. Currently, ATT and Intel are
2743 the only supported dialects. An example is:
2744
2745 .. code-block:: llvm
2746
2747     call void asm inteldialect "eieio", ""()
2748
2749 If multiple keywords appear the '``sideeffect``' keyword must come
2750 first, the '``alignstack``' keyword second and the '``inteldialect``'
2751 keyword last.
2752
2753 Inline Asm Metadata
2754 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2755
2756 The call instructions that wrap inline asm nodes may have a
2757 "``!srcloc``" MDNode attached to it that contains a list of constant
2758 integers. If present, the code generator will use the integer as the
2759 location cookie value when report errors through the ``LLVMContext``
2760 error reporting mechanisms. This allows a front-end to correlate backend
2761 errors that occur with inline asm back to the source code that produced
2762 it. For example:
2763
2764 .. code-block:: llvm
2765
2766     call void asm sideeffect "something bad", ""(), !srcloc !42
2767     ...
2768     !42 = !{ i32 1234567 }
2769
2770 It is up to the front-end to make sense of the magic numbers it places
2771 in the IR. If the MDNode contains multiple constants, the code generator
2772 will use the one that corresponds to the line of the asm that the error
2773 occurs on.
2774
2775 .. _metadata:
2776
2777 Metadata Nodes and Metadata Strings
2778 -----------------------------------
2779
2780 LLVM IR allows metadata to be attached to instructions in the program
2781 that can convey extra information about the code to the optimizers and
2782 code generator. One example application of metadata is source-level
2783 debug information. There are two metadata primitives: strings and nodes.
2784 All metadata has the ``metadata`` type and is identified in syntax by a
2785 preceding exclamation point ('``!``').
2786
2787 A metadata string is a string surrounded by double quotes. It can
2788 contain any character by escaping non-printable characters with
2789 "``\xx``" where "``xx``" is the two digit hex code. For example:
2790 "``!"test\00"``".
2791
2792 Metadata nodes are represented with notation similar to structure
2793 constants (a comma separated list of elements, surrounded by braces and
2794 preceded by an exclamation point). Metadata nodes can have any values as
2795 their operand. For example:
2796
2797 .. code-block:: llvm
2798
2799     !{ metadata !"test\00", i32 10}
2800
2801 A :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` is a collection of
2802 metadata nodes, which can be looked up in the module symbol table. For
2803 example:
2804
2805 .. code-block:: llvm
2806
2807     !foo =  metadata !{!4, !3}
2808
2809 Metadata can be used as function arguments. Here ``llvm.dbg.value``
2810 function is using two metadata arguments:
2811
2812 .. code-block:: llvm
2813
2814     call void @llvm.dbg.value(metadata !24, i64 0, metadata !25)
2815
2816 Metadata can be attached with an instruction. Here metadata ``!21`` is
2817 attached to the ``add`` instruction using the ``!dbg`` identifier:
2818
2819 .. code-block:: llvm
2820
2821     %indvar.next = add i64 %indvar, 1, !dbg !21
2822
2823 More information about specific metadata nodes recognized by the
2824 optimizers and code generator is found below.
2825
2826 '``tbaa``' Metadata
2827 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2828
2829 In LLVM IR, memory does not have types, so LLVM's own type system is not
2830 suitable for doing TBAA. Instead, metadata is added to the IR to
2831 describe a type system of a higher level language. This can be used to
2832 implement typical C/C++ TBAA, but it can also be used to implement
2833 custom alias analysis behavior for other languages.
2834
2835 The current metadata format is very simple. TBAA metadata nodes have up
2836 to three fields, e.g.:
2837
2838 .. code-block:: llvm
2839
2840     !0 = metadata !{ metadata !"an example type tree" }
2841     !1 = metadata !{ metadata !"int", metadata !0 }
2842     !2 = metadata !{ metadata !"float", metadata !0 }
2843     !3 = metadata !{ metadata !"const float", metadata !2, i64 1 }
2844
2845 The first field is an identity field. It can be any value, usually a
2846 metadata string, which uniquely identifies the type. The most important
2847 name in the tree is the name of the root node. Two trees with different
2848 root node names are entirely disjoint, even if they have leaves with
2849 common names.
2850
2851 The second field identifies the type's parent node in the tree, or is
2852 null or omitted for a root node. A type is considered to alias all of
2853 its descendants and all of its ancestors in the tree. Also, a type is
2854 considered to alias all types in other trees, so that bitcode produced
2855 from multiple front-ends is handled conservatively.
2856
2857 If the third field is present, it's an integer which if equal to 1
2858 indicates that the type is "constant" (meaning
2859 ``pointsToConstantMemory`` should return true; see `other useful
2860 AliasAnalysis methods <AliasAnalysis.html#OtherItfs>`_).
2861
2862 '``tbaa.struct``' Metadata
2863 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2864
2865 The :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>` is often used to implement
2866 aggregate assignment operations in C and similar languages, however it
2867 is defined to copy a contiguous region of memory, which is more than
2868 strictly necessary for aggregate types which contain holes due to
2869 padding. Also, it doesn't contain any TBAA information about the fields
2870 of the aggregate.
2871
2872 ``!tbaa.struct`` metadata can describe which memory subregions in a
2873 memcpy are padding and what the TBAA tags of the struct are.
2874
2875 The current metadata format is very simple. ``!tbaa.struct`` metadata
2876 nodes are a list of operands which are in conceptual groups of three.
2877 For each group of three, the first operand gives the byte offset of a
2878 field in bytes, the second gives its size in bytes, and the third gives
2879 its tbaa tag. e.g.:
2880
2881 .. code-block:: llvm
2882
2883     !4 = metadata !{ i64 0, i64 4, metadata !1, i64 8, i64 4, metadata !2 }
2884
2885 This describes a struct with two fields. The first is at offset 0 bytes
2886 with size 4 bytes, and has tbaa tag !1. The second is at offset 8 bytes
2887 and has size 4 bytes and has tbaa tag !2.
2888
2889 Note that the fields need not be contiguous. In this example, there is a
2890 4 byte gap between the two fields. This gap represents padding which
2891 does not carry useful data and need not be preserved.
2892
2893 '``noalias``' and '``alias.scope``' Metadata
2894 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2895
2896 ``noalias`` and ``alias.scope`` metadata provide the ability to specify generic
2897 noalias memory-access sets. This means that some collection of memory access
2898 instructions (loads, stores, memory-accessing calls, etc.) that carry
2899 ``noalias`` metadata can specifically be specified not to alias with some other
2900 collection of memory access instructions that carry ``alias.scope`` metadata.
2901 Each type of metadata specifies a list of scopes where each scope has an id and
2902 a domain. When evaluating an aliasing query, if for some some domain, the set
2903 of scopes with that domain in one instruction's ``alias.scope`` list is a
2904 subset of (or qual to) the set of scopes for that domain in another
2905 instruction's ``noalias`` list, then the two memory accesses are assumed not to
2906 alias.
2907
2908 The metadata identifying each domain is itself a list containing one or two
2909 entries. The first entry is the name of the domain. Note that if the name is a
2910 string then it can be combined accross functions and translation units. A
2911 self-reference can be used to create globally unique domain names. A
2912 descriptive string may optionally be provided as a second list entry.
2913
2914 The metadata identifying each scope is also itself a list containing two or
2915 three entries. The first entry is the name of the scope. Note that if the name
2916 is a string then it can be combined accross functions and translation units. A
2917 self-reference can be used to create globally unique scope names. A metadata
2918 reference to the scope's domain is the second entry. A descriptive string may
2919 optionally be provided as a third list entry.
2920
2921 For example,
2922
2923 .. code-block:: llvm
2924
2925     ; Two scope domains:
2926     !0 = metadata !{metadata !0}
2927     !1 = metadata !{metadata !1}
2928
2929     ; Some scopes in these domains:
2930     !2 = metadata !{metadata !2, metadata !0}
2931     !3 = metadata !{metadata !3, metadata !0}
2932     !4 = metadata !{metadata !4, metadata !1}
2933
2934     ; Some scope lists:
2935     !5 = metadata !{metadata !4} ; A list containing only scope !4
2936     !6 = metadata !{metadata !4, metadata !3, metadata !2}
2937     !7 = metadata !{metadata !3}
2938
2939     ; These two instructions don't alias:
2940     %0 = load float* %c, align 4, !alias.scope !5
2941     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !5
2942
2943     ; These two instructions also don't alias (for domain !1, the set of scopes
2944     ; in the !alias.scope equals that in the !noalias list):
2945     %2 = load float* %c, align 4, !alias.scope !5
2946     store float %2, float* %arrayidx.i2, align 4, !noalias !6
2947
2948     ; These two instructions don't alias (for domain !0, the set of scopes in
2949     ; the !noalias list is not a superset of, or equal to, the scopes in the
2950     ; !alias.scope list):
2951     %2 = load float* %c, align 4, !alias.scope !6
2952     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !7
2953
2954 '``fpmath``' Metadata
2955 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2956
2957 ``fpmath`` metadata may be attached to any instruction of floating point
2958 type. It can be used to express the maximum acceptable error in the
2959 result of that instruction, in ULPs, thus potentially allowing the
2960 compiler to use a more efficient but less accurate method of computing
2961 it. ULP is defined as follows:
2962
2963     If ``x`` is a real number that lies between two finite consecutive
2964     floating-point numbers ``a`` and ``b``, without being equal to one
2965     of them, then ``ulp(x) = |b - a|``, otherwise ``ulp(x)`` is the
2966     distance between the two non-equal finite floating-point numbers
2967     nearest ``x``. Moreover, ``ulp(NaN)`` is ``NaN``.
2968
2969 The metadata node shall consist of a single positive floating point
2970 number representing the maximum relative error, for example:
2971
2972 .. code-block:: llvm
2973
2974     !0 = metadata !{ float 2.5 } ; maximum acceptable inaccuracy is 2.5 ULPs
2975
2976 '``range``' Metadata
2977 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2978
2979 ``range`` metadata may be attached only to ``load``, ``call`` and ``invoke`` of
2980 integer types. It expresses the possible ranges the loaded value or the value
2981 returned by the called function at this call site is in. The ranges are
2982 represented with a flattened list of integers. The loaded value or the value
2983 returned is known to be in the union of the ranges defined by each consecutive
2984 pair. Each pair has the following properties:
2985
2986 -  The type must match the type loaded by the instruction.
2987 -  The pair ``a,b`` represents the range ``[a,b)``.
2988 -  Both ``a`` and ``b`` are constants.
2989 -  The range is allowed to wrap.
2990 -  The range should not represent the full or empty set. That is,
2991    ``a!=b``.
2992
2993 In addition, the pairs must be in signed order of the lower bound and
2994 they must be non-contiguous.
2995
2996 Examples:
2997
2998 .. code-block:: llvm
2999
3000       %a = load i8* %x, align 1, !range !0 ; Can only be 0 or 1
3001       %b = load i8* %y, align 1, !range !1 ; Can only be 255 (-1), 0 or 1
3002       %c = call i8 @foo(),       !range !2 ; Can only be 0, 1, 3, 4 or 5
3003       %d = invoke i8 @bar() to label %cont
3004              unwind label %lpad, !range !3 ; Can only be -2, -1, 3, 4 or 5
3005     ...
3006     !0 = metadata !{ i8 0, i8 2 }
3007     !1 = metadata !{ i8 255, i8 2 }
3008     !2 = metadata !{ i8 0, i8 2, i8 3, i8 6 }
3009     !3 = metadata !{ i8 -2, i8 0, i8 3, i8 6 }
3010
3011 '``llvm.loop``'
3012 ^^^^^^^^^^^^^^^
3013
3014 It is sometimes useful to attach information to loop constructs. Currently,
3015 loop metadata is implemented as metadata attached to the branch instruction
3016 in the loop latch block. This type of metadata refer to a metadata node that is
3017 guaranteed to be separate for each loop. The loop identifier metadata is
3018 specified with the name ``llvm.loop``.
3019
3020 The loop identifier metadata is implemented using a metadata that refers to
3021 itself to avoid merging it with any other identifier metadata, e.g.,
3022 during module linkage or function inlining. That is, each loop should refer
3023 to their own identification metadata even if they reside in separate functions.
3024 The following example contains loop identifier metadata for two separate loop
3025 constructs:
3026
3027 .. code-block:: llvm
3028
3029     !0 = metadata !{ metadata !0 }
3030     !1 = metadata !{ metadata !1 }
3031
3032 The loop identifier metadata can be used to specify additional
3033 per-loop metadata. Any operands after the first operand can be treated
3034 as user-defined metadata. For example the ``llvm.loop.unroll.count``
3035 suggests an unroll factor to the loop unroller:
3036
3037 .. code-block:: llvm
3038
3039       br i1 %exitcond, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !0
3040     ...
3041     !0 = metadata !{ metadata !0, metadata !1 }
3042     !1 = metadata !{ metadata !"llvm.loop.unroll.count", i32 4 }
3043
3044 '``llvm.loop.vectorize``' and '``llvm.loop.interleave``'
3045 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3046
3047 Metadata prefixed with ``llvm.loop.vectorize`` or ``llvm.loop.interleave`` are
3048 used to control per-loop vectorization and interleaving parameters such as
3049 vectorization width and interleave count.  These metadata should be used in
3050 conjunction with ``llvm.loop`` loop identification metadata.  The
3051 ``llvm.loop.vectorize`` and ``llvm.loop.interleave`` metadata are only
3052 optimization hints and the optimizer will only interleave and vectorize loops if
3053 it believes it is safe to do so.  The ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata
3054 which contains information about loop-carried memory dependencies can be helpful
3055 in determining the safety of these transformations.
3056
3057 '``llvm.loop.interleave.count``' Metadata
3058 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3059
3060 This metadata suggests an interleave count to the loop interleaver.
3061 The first operand is the string ``llvm.loop.interleave.count`` and the
3062 second operand is an integer specifying the interleave count. For
3063 example:
3064
3065 .. code-block:: llvm
3066
3067    !0 = metadata !{ metadata !"llvm.loop.interleave.count", i32 4 }
3068
3069 Note that setting ``llvm.loop.interleave.count`` to 1 disables interleaving
3070 multiple iterations of the loop.  If ``llvm.loop.interleave.count`` is set to 0
3071 then the interleave count will be determined automatically.
3072
3073 '``llvm.loop.vectorize.enable``' Metadata
3074 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3075
3076 This metadata selectively enables or disables vectorization for the loop. The
3077 first operand is the string ``llvm.loop.vectorize.enable`` and the second operand
3078 is a bit.  If the bit operand value is 1 vectorization is enabled. A value of
3079 0 disables vectorization:
3080
3081 .. code-block:: llvm
3082
3083    !0 = metadata !{ metadata !"llvm.loop.vectorize.enable", i1 0 }
3084    !1 = metadata !{ metadata !"llvm.loop.vectorize.enable", i1 1 }
3085
3086 '``llvm.loop.vectorize.width``' Metadata
3087 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3088
3089 This metadata sets the target width of the vectorizer. The first
3090 operand is the string ``llvm.loop.vectorize.width`` and the second
3091 operand is an integer specifying the width. For example:
3092
3093 .. code-block:: llvm
3094
3095    !0 = metadata !{ metadata !"llvm.loop.vectorize.width", i32 4 }
3096
3097 Note that setting ``llvm.loop.vectorize.width`` to 1 disables
3098 vectorization of the loop.  If ``llvm.loop.vectorize.width`` is set to
3099 0 or if the loop does not have this metadata the width will be
3100 determined automatically.
3101
3102 '``llvm.loop.unroll``'
3103 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3104
3105 Metadata prefixed with ``llvm.loop.unroll`` are loop unrolling
3106 optimization hints such as the unroll factor. ``llvm.loop.unroll``
3107 metadata should be used in conjunction with ``llvm.loop`` loop
3108 identification metadata. The ``llvm.loop.unroll`` metadata are only
3109 optimization hints and the unrolling will only be performed if the
3110 optimizer believes it is safe to do so.
3111
3112 '``llvm.loop.unroll.count``' Metadata
3113 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3114
3115 This metadata suggests an unroll factor to the loop unroller. The
3116 first operand is the string ``llvm.loop.unroll.count`` and the second
3117 operand is a positive integer specifying the unroll factor. For
3118 example:
3119
3120 .. code-block:: llvm
3121
3122    !0 = metadata !{ metadata !"llvm.loop.unroll.count", i32 4 }
3123
3124 If the trip count of the loop is less than the unroll count the loop
3125 will be partially unrolled.
3126
3127 '``llvm.loop.unroll.disable``' Metadata
3128 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3129
3130 This metadata either disables loop unrolling. The metadata has a single operand
3131 which is the string ``llvm.loop.unroll.disable``.  For example:
3132
3133 .. code-block:: llvm
3134
3135    !0 = metadata !{ metadata !"llvm.loop.unroll.disable" }
3136
3137 '``llvm.loop.unroll.full``' Metadata
3138 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3139
3140 This metadata either suggests that the loop should be unrolled fully. The
3141 metadata has a single operand which is the string ``llvm.loop.unroll.disable``.
3142 For example:
3143
3144 .. code-block:: llvm
3145
3146    !0 = metadata !{ metadata !"llvm.loop.unroll.full" }
3147
3148 '``llvm.mem``'
3149 ^^^^^^^^^^^^^^^
3150
3151 Metadata types used to annotate memory accesses with information helpful
3152 for optimizations are prefixed with ``llvm.mem``.
3153
3154 '``llvm.mem.parallel_loop_access``' Metadata
3155 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3156
3157 The ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata refers to a loop identifier, 
3158 or metadata containing a list of loop identifiers for nested loops. 
3159 The metadata is attached to memory accessing instructions and denotes that 
3160 no loop carried memory dependence exist between it and other instructions denoted 
3161 with the same loop identifier.
3162
3163 Precisely, given two instructions ``m1`` and ``m2`` that both have the 
3164 ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata, with ``L1`` and ``L2`` being the 
3165 set of loops associated with that metadata, respectively, then there is no loop 
3166 carried dependence between ``m1`` and ``m2`` for loops in both ``L1`` and 
3167 ``L2``.
3168
3169 As a special case, if all memory accessing instructions in a loop have 
3170 ``llvm.mem.parallel_loop_access`` metadata that refers to that loop, then the 
3171 loop has no loop carried memory dependences and is considered to be a parallel 
3172 loop.  
3173
3174 Note that if not all memory access instructions have such metadata referring to 
3175 the loop, then the loop is considered not being trivially parallel. Additional 
3176 memory dependence analysis is required to make that determination.  As a fail 
3177 safe mechanism, this causes loops that were originally parallel to be considered 
3178 sequential (if optimization passes that are unaware of the parallel semantics 
3179 insert new memory instructions into the loop body).
3180
3181 Example of a loop that is considered parallel due to its correct use of
3182 both ``llvm.loop`` and ``llvm.mem.parallel_loop_access``
3183 metadata types that refer to the same loop identifier metadata.
3184
3185 .. code-block:: llvm
3186
3187    for.body:
3188      ...
3189      %val0 = load i32* %arrayidx, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
3190      ...
3191      store i32 %val0, i32* %arrayidx1, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
3192      ...
3193      br i1 %exitcond, label %for.end, label %for.body, !llvm.loop !0
3194
3195    for.end:
3196    ...
3197    !0 = metadata !{ metadata !0 }
3198
3199 It is also possible to have nested parallel loops. In that case the
3200 memory accesses refer to a list of loop identifier metadata nodes instead of
3201 the loop identifier metadata node directly:
3202
3203 .. code-block:: llvm
3204
3205    outer.for.body:
3206      ...
3207      %val1 = load i32* %arrayidx3, !llvm.mem.parallel_loop_access !2
3208      ...
3209      br label %inner.for.body
3210
3211    inner.for.body:
3212      ...
3213      %val0 = load i32* %arrayidx1, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
3214      ...
3215      store i32 %val0, i32* %arrayidx2, !llvm.mem.parallel_loop_access !0
3216      ...
3217      br i1 %exitcond, label %inner.for.end, label %inner.for.body, !llvm.loop !1
3218
3219    inner.for.end:
3220      ...
3221      store i32 %val1, i32* %arrayidx4, !llvm.mem.parallel_loop_access !2
3222      ...
3223      br i1 %exitcond, label %outer.for.end, label %outer.for.body, !llvm.loop !2
3224
3225    outer.for.end:                                          ; preds = %for.body
3226    ...
3227    !0 = metadata !{ metadata !1, metadata !2 } ; a list of loop identifiers
3228    !1 = metadata !{ metadata !1 } ; an identifier for the inner loop
3229    !2 = metadata !{ metadata !2 } ; an identifier for the outer loop
3230
3231 Module Flags Metadata
3232 =====================
3233
3234 Information about the module as a whole is difficult to convey to LLVM's
3235 subsystems. The LLVM IR isn't sufficient to transmit this information.
3236 The ``llvm.module.flags`` named metadata exists in order to facilitate
3237 this. These flags are in the form of key / value pairs --- much like a
3238 dictionary --- making it easy for any subsystem who cares about a flag to
3239 look it up.
3240
3241 The ``llvm.module.flags`` metadata contains a list of metadata triplets.
3242 Each triplet has the following form:
3243
3244 -  The first element is a *behavior* flag, which specifies the behavior
3245    when two (or more) modules are merged together, and it encounters two
3246    (or more) metadata with the same ID. The supported behaviors are
3247    described below.
3248 -  The second element is a metadata string that is a unique ID for the
3249    metadata. Each module may only have one flag entry for each unique ID (not
3250    including entries with the **Require** behavior).
3251 -  The third element is the value of the flag.
3252
3253 When two (or more) modules are merged together, the resulting
3254 ``llvm.module.flags`` metadata is the union of the modules' flags. That is, for
3255 each unique metadata ID string, there will be exactly one entry in the merged
3256 modules ``llvm.module.flags`` metadata table, and the value for that entry will
3257 be determined by the merge behavior flag, as described below. The only exception
3258 is that entries with the *Require* behavior are always preserved.
3259
3260 The following behaviors are supported:
3261
3262 .. list-table::
3263    :header-rows: 1
3264    :widths: 10 90
3265
3266    * - Value
3267      - Behavior
3268
3269    * - 1
3270      - **Error**
3271            Emits an error if two values disagree, otherwise the resulting value
3272            is that of the operands.
3273
3274    * - 2
3275      - **Warning**
3276            Emits a warning if two values disagree. The result value will be the
3277            operand for the flag from the first module being linked.
3278
3279    * - 3
3280      - **Require**
3281            Adds a requirement that another module flag be present and have a
3282            specified value after linking is performed. The value must be a
3283            metadata pair, where the first element of the pair is the ID of the
3284            module flag to be restricted, and the second element of the pair is
3285            the value the module flag should be restricted to. This behavior can
3286            be used to restrict the allowable results (via triggering of an
3287            error) of linking IDs with the **Override** behavior.
3288
3289    * - 4
3290      - **Override**
3291            Uses the specified value, regardless of the behavior or value of the
3292            other module. If both modules specify **Override**, but the values
3293            differ, an error will be emitted.
3294
3295    * - 5
3296      - **Append**
3297            Appends the two values, which are required to be metadata nodes.
3298
3299    * - 6
3300      - **AppendUnique**
3301            Appends the two values, which are required to be metadata
3302            nodes. However, duplicate entries in the second list are dropped
3303            during the append operation.
3304
3305 It is an error for a particular unique flag ID to have multiple behaviors,
3306 except in the case of **Require** (which adds restrictions on another metadata
3307 value) or **Override**.
3308
3309 An example of module flags:
3310
3311 .. code-block:: llvm
3312
3313     !0 = metadata !{ i32 1, metadata !"foo", i32 1 }
3314     !1 = metadata !{ i32 4, metadata !"bar", i32 37 }
3315     !2 = metadata !{ i32 2, metadata !"qux", i32 42 }
3316     !3 = metadata !{ i32 3, metadata !"qux",
3317       metadata !{
3318         metadata !"foo", i32 1
3319       }
3320     }
3321     !llvm.module.flags = !{ !0, !1, !2, !3 }
3322
3323 -  Metadata ``!0`` has the ID ``!"foo"`` and the value '1'. The behavior
3324    if two or more ``!"foo"`` flags are seen is to emit an error if their
3325    values are not equal.
3326
3327 -  Metadata ``!1`` has the ID ``!"bar"`` and the value '37'. The
3328    behavior if two or more ``!"bar"`` flags are seen is to use the value
3329    '37'.
3330
3331 -  Metadata ``!2`` has the ID ``!"qux"`` and the value '42'. The
3332    behavior if two or more ``!"qux"`` flags are seen is to emit a
3333    warning if their values are not equal.
3334
3335 -  Metadata ``!3`` has the ID ``!"qux"`` and the value:
3336
3337    ::
3338
3339        metadata !{ metadata !"foo", i32 1 }
3340
3341    The behavior is to emit an error if the ``llvm.module.flags`` does not
3342    contain a flag with the ID ``!"foo"`` that has the value '1' after linking is
3343    performed.
3344
3345 Objective-C Garbage Collection Module Flags Metadata
3346 ----------------------------------------------------
3347
3348 On the Mach-O platform, Objective-C stores metadata about garbage
3349 collection in a special section called "image info". The metadata
3350 consists of a version number and a bitmask specifying what types of
3351 garbage collection are supported (if any) by the file. If two or more
3352 modules are linked together their garbage collection metadata needs to
3353 be merged rather than appended together.
3354
3355 The Objective-C garbage collection module flags metadata consists of the
3356 following key-value pairs:
3357
3358 .. list-table::
3359    :header-rows: 1
3360    :widths: 30 70
3361
3362    * - Key
3363      - Value
3364
3365    * - ``Objective-C Version``
3366      - **[Required]** --- The Objective-C ABI version. Valid values are 1 and 2.
3367
3368    * - ``Objective-C Image Info Version``
3369      - **[Required]** --- The version of the image info section. Currently
3370        always 0.
3371
3372    * - ``Objective-C Image Info Section``
3373      - **[Required]** --- The section to place the metadata. Valid values are
3374        ``"__OBJC, __image_info, regular"`` for Objective-C ABI version 1, and
3375        ``"__DATA,__objc_imageinfo, regular, no_dead_strip"`` for
3376        Objective-C ABI version 2.
3377
3378    * - ``Objective-C Garbage Collection``
3379      - **[Required]** --- Specifies whether garbage collection is supported or
3380        not. Valid values are 0, for no garbage collection, and 2, for garbage
3381        collection supported.
3382
3383    * - ``Objective-C GC Only``
3384      - **[Optional]** --- Specifies that only garbage collection is supported.
3385        If present, its value must be 6. This flag requires that the
3386        ``Objective-C Garbage Collection`` flag have the value 2.
3387
3388 Some important flag interactions:
3389
3390 -  If a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 is
3391    merged with a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to
3392    2, then the resulting module has the
3393    ``Objective-C Garbage Collection`` flag set to 0.
3394 -  A module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 cannot be
3395    merged with a module with ``Objective-C GC Only`` set to 6.
3396
3397 Automatic Linker Flags Module Flags Metadata
3398 --------------------------------------------
3399
3400 Some targets support embedding flags to the linker inside individual object
3401 files. Typically this is used in conjunction with language extensions which
3402 allow source files to explicitly declare the libraries they depend on, and have
3403 these automatically be transmitted to the linker via object files.
3404
3405 These flags are encoded in the IR using metadata in the module flags section,
3406 using the ``Linker Options`` key. The merge behavior for this flag is required
3407 to be ``AppendUnique``, and the value for the key is expected to be a metadata
3408 node which should be a list of other metadata nodes, each of which should be a
3409 list of metadata strings defining linker options.
3410
3411 For example, the following metadata section specifies two separate sets of
3412 linker options, presumably to link against ``libz`` and the ``Cocoa``
3413 framework::
3414
3415     !0 = metadata !{ i32 6, metadata !"Linker Options",
3416        metadata !{
3417           metadata !{ metadata !"-lz" },
3418           metadata !{ metadata !"-framework", metadata !"Cocoa" } } }
3419     !llvm.module.flags = !{ !0 }
3420
3421 The metadata encoding as lists of lists of options, as opposed to a collapsed
3422 list of options, is chosen so that the IR encoding can use multiple option
3423 strings to specify e.g., a single library, while still having that specifier be
3424 preserved as an atomic element that can be recognized by a target specific
3425 assembly writer or object file emitter.
3426
3427 Each individual option is required to be either a valid option for the target's
3428 linker, or an option that is reserved by the target specific assembly writer or
3429 object file emitter. No other aspect of these options is defined by the IR.
3430
3431 C type width Module Flags Metadata
3432 ----------------------------------
3433
3434 The ARM backend emits a section into each generated object file describing the
3435 options that it was compiled with (in a compiler-independent way) to prevent
3436 linking incompatible objects, and to allow automatic library selection. Some
3437 of these options are not visible at the IR level, namely wchar_t width and enum
3438 width.
3439
3440 To pass this information to the backend, these options are encoded in module
3441 flags metadata, using the following key-value pairs:
3442
3443 .. list-table::
3444    :header-rows: 1
3445    :widths: 30 70
3446
3447    * - Key
3448      - Value
3449
3450    * - short_wchar
3451      - * 0 --- sizeof(wchar_t) == 4
3452        * 1 --- sizeof(wchar_t) == 2
3453
3454    * - short_enum
3455      - * 0 --- Enums are at least as large as an ``int``.
3456        * 1 --- Enums are stored in the smallest integer type which can
3457          represent all of its values.
3458
3459 For example, the following metadata section specifies that the module was
3460 compiled with a ``wchar_t`` width of 4 bytes, and the underlying type of an
3461 enum is the smallest type which can represent all of its values::
3462
3463     !llvm.module.flags = !{!0, !1}
3464     !0 = metadata !{i32 1, metadata !"short_wchar", i32 1}
3465     !1 = metadata !{i32 1, metadata !"short_enum", i32 0}
3466
3467 .. _intrinsicglobalvariables:
3468
3469 Intrinsic Global Variables
3470 ==========================
3471
3472 LLVM has a number of "magic" global variables that contain data that
3473 affect code generation or other IR semantics. These are documented here.
3474 All globals of this sort should have a section specified as
3475 "``llvm.metadata``". This section and all globals that start with
3476 "``llvm.``" are reserved for use by LLVM.
3477
3478 .. _gv_llvmused:
3479
3480 The '``llvm.used``' Global Variable
3481 -----------------------------------
3482
3483 The ``@llvm.used`` global is an array which has
3484 :ref:`appending linkage <linkage_appending>`. This array contains a list of
3485 pointers to named global variables, functions and aliases which may optionally
3486 have a pointer cast formed of bitcast or getelementptr. For example, a legal
3487 use of it is:
3488
3489 .. code-block:: llvm
3490
3491     @X = global i8 4
3492     @Y = global i32 123
3493
3494     @llvm.used = appending global [2 x i8*] [
3495        i8* @X,
3496        i8* bitcast (i32* @Y to i8*)
3497     ], section "llvm.metadata"
3498
3499 If a symbol appears in the ``@llvm.used`` list, then the compiler, assembler,
3500 and linker are required to treat the symbol as if there is a reference to the
3501 symbol that it cannot see (which is why they have to be named). For example, if
3502 a variable has internal linkage and no references other than that from the
3503 ``@llvm.used`` list, it cannot be deleted. This is commonly used to represent
3504 references from inline asms and other things the compiler cannot "see", and
3505 corresponds to "``attribute((used))``" in GNU C.
3506
3507 On some targets, the code generator must emit a directive to the
3508 assembler or object file to prevent the assembler and linker from
3509 molesting the symbol.
3510
3511 .. _gv_llvmcompilerused:
3512
3513 The '``llvm.compiler.used``' Global Variable
3514 --------------------------------------------
3515
3516 The ``@llvm.compiler.used`` directive is the same as the ``@llvm.used``
3517 directive, except that it only prevents the compiler from touching the
3518 symbol. On targets that support it, this allows an intelligent linker to
3519 optimize references to the symbol without being impeded as it would be
3520 by ``@llvm.used``.
3521
3522 This is a rare construct that should only be used in rare circumstances,
3523 and should not be exposed to source languages.
3524
3525 .. _gv_llvmglobalctors:
3526
3527 The '``llvm.global_ctors``' Global Variable
3528 -------------------------------------------
3529
3530 .. code-block:: llvm
3531
3532     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
3533     @llvm.global_ctors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @ctor, i8* @data }]
3534
3535 The ``@llvm.global_ctors`` array contains a list of constructor
3536 functions, priorities, and an optional associated global or function.
3537 The functions referenced by this array will be called in ascending order
3538 of priority (i.e. lowest first) when the module is loaded. The order of
3539 functions with the same priority is not defined.
3540
3541 If the third field is present, non-null, and points to a global variable
3542 or function, the initializer function will only run if the associated
3543 data from the current module is not discarded.
3544
3545 .. _llvmglobaldtors:
3546
3547 The '``llvm.global_dtors``' Global Variable
3548 -------------------------------------------
3549
3550 .. code-block:: llvm
3551
3552     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
3553     @llvm.global_dtors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @dtor, i8* @data }]
3554
3555 The ``@llvm.global_dtors`` array contains a list of destructor
3556 functions, priorities, and an optional associated global or function.
3557 The functions referenced by this array will be called in descending
3558 order of priority (i.e. highest first) when the module is unloaded. The
3559 order of functions with the same priority is not defined.
3560
3561 If the third field is present, non-null, and points to a global variable
3562 or function, the destructor function will only run if the associated
3563 data from the current module is not discarded.
3564
3565 Instruction Reference
3566 =====================
3567
3568 The LLVM instruction set consists of several different classifications
3569 of instructions: :ref:`terminator instructions <terminators>`, :ref:`binary
3570 instructions <binaryops>`, :ref:`bitwise binary
3571 instructions <bitwiseops>`, :ref:`memory instructions <memoryops>`, and
3572 :ref:`other instructions <otherops>`.
3573
3574 .. _terminators:
3575
3576 Terminator Instructions
3577 -----------------------
3578
3579 As mentioned :ref:`previously <functionstructure>`, every basic block in a
3580 program ends with a "Terminator" instruction, which indicates which
3581 block should be executed after the current block is finished. These
3582 terminator instructions typically yield a '``void``' value: they produce
3583 control flow, not values (the one exception being the
3584 ':ref:`invoke <i_invoke>`' instruction).
3585
3586 The terminator instructions are: ':ref:`ret <i_ret>`',
3587 ':ref:`br <i_br>`', ':ref:`switch <i_switch>`',
3588 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`', ':ref:`invoke <i_invoke>`',
3589 ':ref:`resume <i_resume>`', and ':ref:`unreachable <i_unreachable>`'.
3590
3591 .. _i_ret:
3592
3593 '``ret``' Instruction
3594 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3595
3596 Syntax:
3597 """""""
3598
3599 ::
3600
3601       ret <type> <value>       ; Return a value from a non-void function
3602       ret void                 ; Return from void function
3603
3604 Overview:
3605 """""""""
3606
3607 The '``ret``' instruction is used to return control flow (and optionally
3608 a value) from a function back to the caller.
3609
3610 There are two forms of the '``ret``' instruction: one that returns a
3611 value and then causes control flow, and one that just causes control
3612 flow to occur.
3613
3614 Arguments:
3615 """"""""""
3616
3617 The '``ret``' instruction optionally accepts a single argument, the
3618 return value. The type of the return value must be a ':ref:`first
3619 class <t_firstclass>`' type.
3620
3621 A function is not :ref:`well formed <wellformed>` if it it has a non-void
3622 return type and contains a '``ret``' instruction with no return value or
3623 a return value with a type that does not match its type, or if it has a
3624 void return type and contains a '``ret``' instruction with a return
3625 value.
3626
3627 Semantics:
3628 """"""""""
3629
3630 When the '``ret``' instruction is executed, control flow returns back to
3631 the calling function's context. If the caller is a
3632 ":ref:`call <i_call>`" instruction, execution continues at the
3633 instruction after the call. If the caller was an
3634 ":ref:`invoke <i_invoke>`" instruction, execution continues at the
3635 beginning of the "normal" destination block. If the instruction returns
3636 a value, that value shall set the call or invoke instruction's return
3637 value.
3638
3639 Example:
3640 """"""""
3641
3642 .. code-block:: llvm
3643
3644       ret i32 5                       ; Return an integer value of 5
3645       ret void                        ; Return from a void function
3646       ret { i32, i8 } { i32 4, i8 2 } ; Return a struct of values 4 and 2
3647
3648 .. _i_br:
3649
3650 '``br``' Instruction
3651 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3652
3653 Syntax:
3654 """""""
3655
3656 ::
3657
3658       br i1 <cond>, label <iftrue>, label <iffalse>
3659       br label <dest>          ; Unconditional branch
3660
3661 Overview:
3662 """""""""
3663
3664 The '``br``' instruction is used to cause control flow to transfer to a
3665 different basic block in the current function. There are two forms of
3666 this instruction, corresponding to a conditional branch and an
3667 unconditional branch.
3668
3669 Arguments:
3670 """"""""""
3671
3672 The conditional branch form of the '``br``' instruction takes a single
3673 '``i1``' value and two '``label``' values. The unconditional form of the
3674 '``br``' instruction takes a single '``label``' value as a target.
3675
3676 Semantics:
3677 """"""""""
3678
3679 Upon execution of a conditional '``br``' instruction, the '``i1``'
3680 argument is evaluated. If the value is ``true``, control flows to the
3681 '``iftrue``' ``label`` argument. If "cond" is ``false``, control flows
3682 to the '``iffalse``' ``label`` argument.
3683
3684 Example:
3685 """"""""
3686
3687 .. code-block:: llvm
3688
3689     Test:
3690       %cond = icmp eq i32 %a, %b
3691       br i1 %cond, label %IfEqual, label %IfUnequal
3692     IfEqual:
3693       ret i32 1
3694     IfUnequal:
3695       ret i32 0
3696
3697 .. _i_switch:
3698
3699 '``switch``' Instruction
3700 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3701
3702 Syntax:
3703 """""""
3704
3705 ::
3706
3707       switch <intty> <value>, label <defaultdest> [ <intty> <val>, label <dest> ... ]
3708
3709 Overview:
3710 """""""""
3711
3712 The '``switch``' instruction is used to transfer control flow to one of
3713 several different places. It is a generalization of the '``br``'
3714 instruction, allowing a branch to occur to one of many possible
3715 destinations.
3716
3717 Arguments:
3718 """"""""""
3719
3720 The '``switch``' instruction uses three parameters: an integer
3721 comparison value '``value``', a default '``label``' destination, and an
3722 array of pairs of comparison value constants and '``label``'s. The table
3723 is not allowed to contain duplicate constant entries.
3724
3725 Semantics:
3726 """"""""""
3727
3728 The ``switch`` instruction specifies a table of values and destinations.
3729 When the '``switch``' instruction is executed, this table is searched
3730 for the given value. If the value is found, control flow is transferred
3731 to the corresponding destination; otherwise, control flow is transferred
3732 to the default destination.
3733
3734 Implementation:
3735 """""""""""""""
3736
3737 Depending on properties of the target machine and the particular
3738 ``switch`` instruction, this instruction may be code generated in
3739 different ways. For example, it could be generated as a series of
3740 chained conditional branches or with a lookup table.
3741
3742 Example:
3743 """"""""
3744
3745 .. code-block:: llvm
3746
3747      ; Emulate a conditional br instruction
3748      %Val = zext i1 %value to i32
3749      switch i32 %Val, label %truedest [ i32 0, label %falsedest ]
3750
3751      ; Emulate an unconditional br instruction
3752      switch i32 0, label %dest [ ]
3753
3754      ; Implement a jump table:
3755      switch i32 %val, label %otherwise [ i32 0, label %onzero
3756                                          i32 1, label %onone
3757                                          i32 2, label %ontwo ]
3758
3759 .. _i_indirectbr:
3760
3761 '``indirectbr``' Instruction
3762 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3763
3764 Syntax:
3765 """""""
3766
3767 ::
3768
3769       indirectbr <somety>* <address>, [ label <dest1>, label <dest2>, ... ]
3770
3771 Overview:
3772 """""""""
3773
3774 The '``indirectbr``' instruction implements an indirect branch to a
3775 label within the current function, whose address is specified by
3776 "``address``". Address must be derived from a
3777 :ref:`blockaddress <blockaddress>` constant.
3778
3779 Arguments:
3780 """"""""""
3781
3782 The '``address``' argument is the address of the label to jump to. The
3783 rest of the arguments indicate the full set of possible destinations
3784 that the address may point to. Blocks are allowed to occur multiple
3785 times in the destination list, though this isn't particularly useful.
3786
3787 This destination list is required so that dataflow analysis has an
3788 accurate understanding of the CFG.
3789
3790 Semantics:
3791 """"""""""
3792
3793 Control transfers to the block specified in the address argument. All
3794 possible destination blocks must be listed in the label list, otherwise
3795 this instruction has undefined behavior. This implies that jumps to
3796 labels defined in other functions have undefined behavior as well.
3797
3798 Implementation:
3799 """""""""""""""
3800
3801 This is typically implemented with a jump through a register.
3802
3803 Example:
3804 """"""""
3805
3806 .. code-block:: llvm
3807
3808      indirectbr i8* %Addr, [ label %bb1, label %bb2, label %bb3 ]
3809
3810 .. _i_invoke:
3811
3812 '``invoke``' Instruction
3813 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3814
3815 Syntax:
3816 """""""
3817
3818 ::
3819
3820       <result> = invoke [cconv] [ret attrs] <ptr to function ty> <function ptr val>(<function args>) [fn attrs]
3821                     to label <normal label> unwind label <exception label>
3822
3823 Overview:
3824 """""""""
3825
3826 The '``invoke``' instruction causes control to transfer to a specified
3827 function, with the possibility of control flow transfer to either the
3828 '``normal``' label or the '``exception``' label. If the callee function
3829 returns with the "``ret``" instruction, control flow will return to the
3830 "normal" label. If the callee (or any indirect callees) returns via the
3831 ":ref:`resume <i_resume>`" instruction or other exception handling
3832 mechanism, control is interrupted and continued at the dynamically
3833 nearest "exception" label.
3834
3835 The '``exception``' label is a `landing
3836 pad <ExceptionHandling.html#overview>`_ for the exception. As such,
3837 '``exception``' label is required to have the
3838 ":ref:`landingpad <i_landingpad>`" instruction, which contains the
3839 information about the behavior of the program after unwinding happens,
3840 as its first non-PHI instruction. The restrictions on the
3841 "``landingpad``" instruction's tightly couples it to the "``invoke``"
3842 instruction, so that the important information contained within the
3843 "``landingpad``" instruction can't be lost through normal code motion.
3844
3845 Arguments:
3846 """"""""""
3847
3848 This instruction requires several arguments:
3849
3850 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
3851    convention <callingconv>` the call should use. If none is
3852    specified, the call defaults to using C calling conventions.
3853 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
3854    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
3855    are valid here.
3856 #. '``ptr to function ty``': shall be the signature of the pointer to
3857    function value being invoked. In most cases, this is a direct
3858    function invocation, but indirect ``invoke``'s are just as possible,
3859    branching off an arbitrary pointer to function value.
3860 #. '``function ptr val``': An LLVM value containing a pointer to a
3861    function to be invoked.
3862 #. '``function args``': argument list whose types match the function
3863    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
3864    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
3865    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
3866    extra arguments can be specified.
3867 #. '``normal label``': the label reached when the called function
3868    executes a '``ret``' instruction.
3869 #. '``exception label``': the label reached when a callee returns via
3870    the :ref:`resume <i_resume>` instruction or other exception handling
3871    mechanism.
3872 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list. Only
3873    '``noreturn``', '``nounwind``', '``readonly``' and '``readnone``'
3874    attributes are valid here.
3875
3876 Semantics:
3877 """"""""""
3878
3879 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
3880 instruction in most regards. The primary difference is that it
3881 establishes an association with a label, which is used by the runtime
3882 library to unwind the stack.
3883
3884 This instruction is used in languages with destructors to ensure that
3885 proper cleanup is performed in the case of either a ``longjmp`` or a
3886 thrown exception. Additionally, this is important for implementation of
3887 '``catch``' clauses in high-level languages that support them.
3888
3889 For the purposes of the SSA form, the definition of the value returned
3890 by the '``invoke``' instruction is deemed to occur on the edge from the
3891 current block to the "normal" label. If the callee unwinds then no
3892 return value is available.
3893
3894 Example:
3895 """"""""
3896
3897 .. code-block:: llvm
3898
3899       %retval = invoke i32 @Test(i32 15) to label %Continue
3900                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
3901       %retval = invoke coldcc i32 %Testfnptr(i32 15) to label %Continue
3902                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
3903
3904 .. _i_resume:
3905
3906 '``resume``' Instruction
3907 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3908
3909 Syntax:
3910 """""""
3911
3912 ::
3913
3914       resume <type> <value>
3915
3916 Overview:
3917 """""""""
3918
3919 The '``resume``' instruction is a terminator instruction that has no
3920 successors.
3921
3922 Arguments:
3923 """"""""""
3924
3925 The '``resume``' instruction requires one argument, which must have the
3926 same type as the result of any '``landingpad``' instruction in the same
3927 function.
3928
3929 Semantics:
3930 """"""""""
3931
3932 The '``resume``' instruction resumes propagation of an existing
3933 (in-flight) exception whose unwinding was interrupted with a
3934 :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction.
3935
3936 Example:
3937 """"""""
3938
3939 .. code-block:: llvm
3940
3941       resume { i8*, i32 } %exn
3942
3943 .. _i_unreachable:
3944
3945 '``unreachable``' Instruction
3946 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3947
3948 Syntax:
3949 """""""
3950
3951 ::
3952
3953       unreachable
3954
3955 Overview:
3956 """""""""
3957
3958 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics. This
3959 instruction is used to inform the optimizer that a particular portion of
3960 the code is not reachable. This can be used to indicate that the code
3961 after a no-return function cannot be reached, and other facts.
3962
3963 Semantics:
3964 """"""""""
3965
3966 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics.
3967
3968 .. _binaryops:
3969
3970 Binary Operations
3971 -----------------
3972
3973 Binary operators are used to do most of the computation in a program.
3974 They require two operands of the same type, execute an operation on
3975 them, and produce a single value. The operands might represent multiple
3976 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
3977 result value has the same type as its operands.
3978
3979 There are several different binary operators:
3980
3981 .. _i_add:
3982
3983 '``add``' Instruction
3984 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3985
3986 Syntax:
3987 """""""
3988
3989 ::
3990
3991       <result> = add <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
3992       <result> = add nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
3993       <result> = add nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
3994       <result> = add nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
3995
3996 Overview:
3997 """""""""
3998
3999 The '``add``' instruction returns the sum of its two operands.
4000
4001 Arguments:
4002 """"""""""
4003
4004 The two arguments to the '``add``' instruction must be
4005 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4006 arguments must have identical types.
4007
4008 Semantics:
4009 """"""""""
4010
4011 The value produced is the integer sum of the two operands.
4012
4013 If the sum has unsigned overflow, the result returned is the
4014 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
4015 the result.
4016
4017 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
4018 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
4019
4020 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
4021 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
4022 result value of the ``add`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
4023 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
4024
4025 Example:
4026 """"""""
4027
4028 .. code-block:: llvm
4029
4030       <result> = add i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 + %var
4031
4032 .. _i_fadd:
4033
4034 '``fadd``' Instruction
4035 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4036
4037 Syntax:
4038 """""""
4039
4040 ::
4041
4042       <result> = fadd [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4043
4044 Overview:
4045 """""""""
4046
4047 The '``fadd``' instruction returns the sum of its two operands.
4048
4049 Arguments:
4050 """"""""""
4051
4052 The two arguments to the '``fadd``' instruction must be :ref:`floating
4053 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4054 Both arguments must have identical types.
4055
4056 Semantics:
4057 """"""""""
4058
4059 The value produced is the floating point sum of the two operands. This
4060 instruction can also take any number of :ref:`fast-math flags <fastmath>`,
4061 which are optimization hints to enable otherwise unsafe floating point
4062 optimizations:
4063
4064 Example:
4065 """"""""
4066
4067 .. code-block:: llvm
4068
4069       <result> = fadd float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 + %var
4070
4071 '``sub``' Instruction
4072 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4073
4074 Syntax:
4075 """""""
4076
4077 ::
4078
4079       <result> = sub <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
4080       <result> = sub nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4081       <result> = sub nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4082       <result> = sub nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
4083
4084 Overview:
4085 """""""""
4086
4087 The '``sub``' instruction returns the difference of its two operands.
4088
4089 Note that the '``sub``' instruction is used to represent the '``neg``'
4090 instruction present in most other intermediate representations.
4091
4092 Arguments:
4093 """"""""""
4094
4095 The two arguments to the '``sub``' instruction must be
4096 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4097 arguments must have identical types.
4098
4099 Semantics:
4100 """"""""""
4101
4102 The value produced is the integer difference of the two operands.
4103
4104 If the difference has unsigned overflow, the result returned is the
4105 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
4106 the result.
4107
4108 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
4109 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
4110
4111 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
4112 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
4113 result value of the ``sub`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
4114 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
4115
4116 Example:
4117 """"""""
4118
4119 .. code-block:: llvm
4120
4121       <result> = sub i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 - %var
4122       <result> = sub i32 0, %val          ; yields i32:result = -%var
4123
4124 .. _i_fsub:
4125
4126 '``fsub``' Instruction
4127 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4128
4129 Syntax:
4130 """""""
4131
4132 ::
4133
4134       <result> = fsub [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4135
4136 Overview:
4137 """""""""
4138
4139 The '``fsub``' instruction returns the difference of its two operands.
4140
4141 Note that the '``fsub``' instruction is used to represent the '``fneg``'
4142 instruction present in most other intermediate representations.
4143
4144 Arguments:
4145 """"""""""
4146
4147 The two arguments to the '``fsub``' instruction must be :ref:`floating
4148 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4149 Both arguments must have identical types.
4150
4151 Semantics:
4152 """"""""""
4153
4154 The value produced is the floating point difference of the two operands.
4155 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
4156 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
4157 unsafe floating point optimizations:
4158
4159 Example:
4160 """"""""
4161
4162 .. code-block:: llvm
4163
4164       <result> = fsub float 4.0, %var           ; yields float:result = 4.0 - %var
4165       <result> = fsub float -0.0, %val          ; yields float:result = -%var
4166
4167 '``mul``' Instruction
4168 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4169
4170 Syntax:
4171 """""""
4172
4173 ::
4174
4175       <result> = mul <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
4176       <result> = mul nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4177       <result> = mul nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
4178       <result> = mul nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
4179
4180 Overview:
4181 """""""""
4182
4183 The '``mul``' instruction returns the product of its two operands.
4184
4185 Arguments:
4186 """"""""""
4187
4188 The two arguments to the '``mul``' instruction must be
4189 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4190 arguments must have identical types.
4191
4192 Semantics:
4193 """"""""""
4194
4195 The value produced is the integer product of the two operands.
4196
4197 If the result of the multiplication has unsigned overflow, the result
4198 returned is the mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the
4199 bit width of the result.
4200
4201 Because LLVM integers use a two's complement representation, and the
4202 result is the same width as the operands, this instruction returns the
4203 correct result for both signed and unsigned integers. If a full product
4204 (e.g. ``i32`` * ``i32`` -> ``i64``) is needed, the operands should be
4205 sign-extended or zero-extended as appropriate to the width of the full
4206 product.
4207
4208 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
4209 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
4210 result value of the ``mul`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
4211 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
4212
4213 Example:
4214 """"""""
4215
4216 .. code-block:: llvm
4217
4218       <result> = mul i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 * %var
4219
4220 .. _i_fmul:
4221
4222 '``fmul``' Instruction
4223 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4224
4225 Syntax:
4226 """""""
4227
4228 ::
4229
4230       <result> = fmul [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4231
4232 Overview:
4233 """""""""
4234
4235 The '``fmul``' instruction returns the product of its two operands.
4236
4237 Arguments:
4238 """"""""""
4239
4240 The two arguments to the '``fmul``' instruction must be :ref:`floating
4241 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4242 Both arguments must have identical types.
4243
4244 Semantics:
4245 """"""""""
4246
4247 The value produced is the floating point product of the two operands.
4248 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
4249 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
4250 unsafe floating point optimizations:
4251
4252 Example:
4253 """"""""
4254
4255 .. code-block:: llvm
4256
4257       <result> = fmul float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 * %var
4258
4259 '``udiv``' Instruction
4260 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4261
4262 Syntax:
4263 """""""
4264
4265 ::
4266
4267       <result> = udiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
4268       <result> = udiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4269
4270 Overview:
4271 """""""""
4272
4273 The '``udiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
4274
4275 Arguments:
4276 """"""""""
4277
4278 The two arguments to the '``udiv``' instruction must be
4279 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4280 arguments must have identical types.
4281
4282 Semantics:
4283 """"""""""
4284
4285 The value produced is the unsigned integer quotient of the two operands.
4286
4287 Note that unsigned integer division and signed integer division are
4288 distinct operations; for signed integer division, use '``sdiv``'.
4289
4290 Division by zero leads to undefined behavior.
4291
4292 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``udiv`` is
4293 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if %op1 is not a multiple of %op2 (as
4294 such, "((a udiv exact b) mul b) == a").
4295
4296 Example:
4297 """"""""
4298
4299 .. code-block:: llvm
4300
4301       <result> = udiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
4302
4303 '``sdiv``' Instruction
4304 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4305
4306 Syntax:
4307 """""""
4308
4309 ::
4310
4311       <result> = sdiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
4312       <result> = sdiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4313
4314 Overview:
4315 """""""""
4316
4317 The '``sdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
4318
4319 Arguments:
4320 """"""""""
4321
4322 The two arguments to the '``sdiv``' instruction must be
4323 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4324 arguments must have identical types.
4325
4326 Semantics:
4327 """"""""""
4328
4329 The value produced is the signed integer quotient of the two operands
4330 rounded towards zero.
4331
4332 Note that signed integer division and unsigned integer division are
4333 distinct operations; for unsigned integer division, use '``udiv``'.
4334
4335 Division by zero leads to undefined behavior. Overflow also leads to
4336 undefined behavior; this is a rare case, but can occur, for example, by
4337 doing a 32-bit division of -2147483648 by -1.
4338
4339 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``sdiv`` is
4340 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the result would be rounded.
4341
4342 Example:
4343 """"""""
4344
4345 .. code-block:: llvm
4346
4347       <result> = sdiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
4348
4349 .. _i_fdiv:
4350
4351 '``fdiv``' Instruction
4352 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4353
4354 Syntax:
4355 """""""
4356
4357 ::
4358
4359       <result> = fdiv [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4360
4361 Overview:
4362 """""""""
4363
4364 The '``fdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
4365
4366 Arguments:
4367 """"""""""
4368
4369 The two arguments to the '``fdiv``' instruction must be :ref:`floating
4370 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4371 Both arguments must have identical types.
4372
4373 Semantics:
4374 """"""""""
4375
4376 The value produced is the floating point quotient of the two operands.
4377 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
4378 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
4379 unsafe floating point optimizations:
4380
4381 Example:
4382 """"""""
4383
4384 .. code-block:: llvm
4385
4386       <result> = fdiv float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 / %var
4387
4388 '``urem``' Instruction
4389 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4390
4391 Syntax:
4392 """""""
4393
4394 ::
4395
4396       <result> = urem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4397
4398 Overview:
4399 """""""""
4400
4401 The '``urem``' instruction returns the remainder from the unsigned
4402 division of its two arguments.
4403
4404 Arguments:
4405 """"""""""
4406
4407 The two arguments to the '``urem``' instruction must be
4408 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4409 arguments must have identical types.
4410
4411 Semantics:
4412 """"""""""
4413
4414 This instruction returns the unsigned integer *remainder* of a division.
4415 This instruction always performs an unsigned division to get the
4416 remainder.
4417
4418 Note that unsigned integer remainder and signed integer remainder are
4419 distinct operations; for signed integer remainder, use '``srem``'.
4420
4421 Taking the remainder of a division by zero leads to undefined behavior.
4422
4423 Example:
4424 """"""""
4425
4426 .. code-block:: llvm
4427
4428       <result> = urem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
4429
4430 '``srem``' Instruction
4431 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4432
4433 Syntax:
4434 """""""
4435
4436 ::
4437
4438       <result> = srem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4439
4440 Overview:
4441 """""""""
4442
4443 The '``srem``' instruction returns the remainder from the signed
4444 division of its two operands. This instruction can also take
4445 :ref:`vector <t_vector>` versions of the values in which case the elements
4446 must be integers.
4447
4448 Arguments:
4449 """"""""""
4450
4451 The two arguments to the '``srem``' instruction must be
4452 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4453 arguments must have identical types.
4454
4455 Semantics:
4456 """"""""""
4457
4458 This instruction returns the *remainder* of a division (where the result
4459 is either zero or has the same sign as the dividend, ``op1``), not the
4460 *modulo* operator (where the result is either zero or has the same sign
4461 as the divisor, ``op2``) of a value. For more information about the
4462 difference, see `The Math
4463 Forum <http://mathforum.org/dr.math/problems/anne.4.28.99.html>`_. For a
4464 table of how this is implemented in various languages, please see
4465 `Wikipedia: modulo
4466 operation <http://en.wikipedia.org/wiki/Modulo_operation>`_.
4467
4468 Note that signed integer remainder and unsigned integer remainder are
4469 distinct operations; for unsigned integer remainder, use '``urem``'.
4470
4471 Taking the remainder of a division by zero leads to undefined behavior.
4472 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
4473 occur, for example, by taking the remainder of a 32-bit division of
4474 -2147483648 by -1. (The remainder doesn't actually overflow, but this
4475 rule lets srem be implemented using instructions that return both the
4476 result of the division and the remainder.)
4477
4478 Example:
4479 """"""""
4480
4481 .. code-block:: llvm
4482
4483       <result> = srem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
4484
4485 .. _i_frem:
4486
4487 '``frem``' Instruction
4488 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4489
4490 Syntax:
4491 """""""
4492
4493 ::
4494
4495       <result> = frem [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4496
4497 Overview:
4498 """""""""
4499
4500 The '``frem``' instruction returns the remainder from the division of
4501 its two operands.
4502
4503 Arguments:
4504 """"""""""
4505
4506 The two arguments to the '``frem``' instruction must be :ref:`floating
4507 point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of floating point values.
4508 Both arguments must have identical types.
4509
4510 Semantics:
4511 """"""""""
4512
4513 This instruction returns the *remainder* of a division. The remainder
4514 has the same sign as the dividend. This instruction can also take any
4515 number of :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints
4516 to enable otherwise unsafe floating point optimizations:
4517
4518 Example:
4519 """"""""
4520
4521 .. code-block:: llvm
4522
4523       <result> = frem float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 % %var
4524
4525 .. _bitwiseops:
4526
4527 Bitwise Binary Operations
4528 -------------------------
4529
4530 Bitwise binary operators are used to do various forms of bit-twiddling
4531 in a program. They are generally very efficient instructions and can
4532 commonly be strength reduced from other instructions. They require two
4533 operands of the same type, execute an operation on them, and produce a
4534 single value. The resulting value is the same type as its operands.
4535
4536 '``shl``' Instruction
4537 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4538
4539 Syntax:
4540 """""""
4541
4542 ::
4543
4544       <result> = shl <ty> <op1>, <op2>           ; yields ty:result
4545       <result> = shl nuw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
4546       <result> = shl nsw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
4547       <result> = shl nuw nsw <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4548
4549 Overview:
4550 """""""""
4551
4552 The '``shl``' instruction returns the first operand shifted to the left
4553 a specified number of bits.
4554
4555 Arguments:
4556 """"""""""
4557
4558 Both arguments to the '``shl``' instruction must be the same
4559 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
4560 '``op2``' is treated as an unsigned value.
4561
4562 Semantics:
4563 """"""""""
4564
4565 The value produced is ``op1`` \* 2\ :sup:`op2` mod 2\ :sup:`n`,
4566 where ``n`` is the width of the result. If ``op2`` is (statically or
4567 dynamically) negative or equal to or larger than the number of bits in
4568 ``op1``, the result is undefined. If the arguments are vectors, each
4569 vector element of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount
4570 in ``op2``.
4571
4572 If the ``nuw`` keyword is present, then the shift produces a :ref:`poison
4573 value <poisonvalues>` if it shifts out any non-zero bits. If the
4574 ``nsw`` keyword is present, then the shift produces a :ref:`poison
4575 value <poisonvalues>` if it shifts out any bits that disagree with the
4576 resultant sign bit. As such, NUW/NSW have the same semantics as they
4577 would if the shift were expressed as a mul instruction with the same
4578 nsw/nuw bits in (mul %op1, (shl 1, %op2)).
4579
4580 Example:
4581 """"""""
4582
4583 .. code-block:: llvm
4584
4585       <result> = shl i32 4, %var   ; yields i32: 4 << %var
4586       <result> = shl i32 4, 2      ; yields i32: 16
4587       <result> = shl i32 1, 10     ; yields i32: 1024
4588       <result> = shl i32 1, 32     ; undefined
4589       <result> = shl <2 x i32> < i32 1, i32 1>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 2, i32 4>
4590
4591 '``lshr``' Instruction
4592 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4593
4594 Syntax:
4595 """""""
4596
4597 ::
4598
4599       <result> = lshr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
4600       <result> = lshr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4601
4602 Overview:
4603 """""""""
4604
4605 The '``lshr``' instruction (logical shift right) returns the first
4606 operand shifted to the right a specified number of bits with zero fill.
4607
4608 Arguments:
4609 """"""""""
4610
4611 Both arguments to the '``lshr``' instruction must be the same
4612 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
4613 '``op2``' is treated as an unsigned value.
4614
4615 Semantics:
4616 """"""""""
4617
4618 This instruction always performs a logical shift right operation. The
4619 most significant bits of the result will be filled with zero bits after
4620 the shift. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
4621 than the number of bits in ``op1``, the result is undefined. If the
4622 arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted by the
4623 corresponding shift amount in ``op2``.
4624
4625 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``lshr`` is
4626 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if any of the bits shifted out are
4627 non-zero.
4628
4629 Example:
4630 """"""""
4631
4632 .. code-block:: llvm
4633
4634       <result> = lshr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
4635       <result> = lshr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
4636       <result> = lshr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
4637       <result> = lshr i8 -2, 1   ; yields i8:result = 0x7F
4638       <result> = lshr i32 1, 32  ; undefined
4639       <result> = lshr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 0x7FFFFFFF, i32 1>
4640
4641 '``ashr``' Instruction
4642 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4643
4644 Syntax:
4645 """""""
4646
4647 ::
4648
4649       <result> = ashr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
4650       <result> = ashr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4651
4652 Overview:
4653 """""""""
4654
4655 The '``ashr``' instruction (arithmetic shift right) returns the first
4656 operand shifted to the right a specified number of bits with sign
4657 extension.
4658
4659 Arguments:
4660 """"""""""
4661
4662 Both arguments to the '``ashr``' instruction must be the same
4663 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
4664 '``op2``' is treated as an unsigned value.
4665
4666 Semantics:
4667 """"""""""
4668
4669 This instruction always performs an arithmetic shift right operation,
4670 The most significant bits of the result will be filled with the sign bit
4671 of ``op1``. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
4672 than the number of bits in ``op1``, the result is undefined. If the
4673 arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted by the
4674 corresponding shift amount in ``op2``.
4675
4676 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``ashr`` is
4677 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if any of the bits shifted out are
4678 non-zero.
4679
4680 Example:
4681 """"""""
4682
4683 .. code-block:: llvm
4684
4685       <result> = ashr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
4686       <result> = ashr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
4687       <result> = ashr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
4688       <result> = ashr i8 -2, 1   ; yields i8:result = -1
4689       <result> = ashr i32 1, 32  ; undefined
4690       <result> = ashr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 3>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 -1, i32 0>
4691
4692 '``and``' Instruction
4693 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4694
4695 Syntax:
4696 """""""
4697
4698 ::
4699
4700       <result> = and <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4701
4702 Overview:
4703 """""""""
4704
4705 The '``and``' instruction returns the bitwise logical and of its two
4706 operands.
4707
4708 Arguments:
4709 """"""""""
4710
4711 The two arguments to the '``and``' instruction must be
4712 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4713 arguments must have identical types.
4714
4715 Semantics:
4716 """"""""""
4717
4718 The truth table used for the '``and``' instruction is:
4719
4720 +-----+-----+-----+
4721 | In0 | In1 | Out |
4722 +-----+-----+-----+
4723 |   0 |   0 |   0 |
4724 +-----+-----+-----+
4725 |   0 |   1 |   0 |
4726 +-----+-----+-----+
4727 |   1 |   0 |   0 |
4728 +-----+-----+-----+
4729 |   1 |   1 |   1 |
4730 +-----+-----+-----+
4731
4732 Example:
4733 """"""""
4734
4735 .. code-block:: llvm
4736
4737       <result> = and i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 & %var
4738       <result> = and i32 15, 40          ; yields i32:result = 8
4739       <result> = and i32 4, 8            ; yields i32:result = 0
4740
4741 '``or``' Instruction
4742 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4743
4744 Syntax:
4745 """""""
4746
4747 ::
4748
4749       <result> = or <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4750
4751 Overview:
4752 """""""""
4753
4754 The '``or``' instruction returns the bitwise logical inclusive or of its
4755 two operands.
4756
4757 Arguments:
4758 """"""""""
4759
4760 The two arguments to the '``or``' instruction must be
4761 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4762 arguments must have identical types.
4763
4764 Semantics:
4765 """"""""""
4766
4767 The truth table used for the '``or``' instruction is:
4768
4769 +-----+-----+-----+
4770 | In0 | In1 | Out |
4771 +-----+-----+-----+
4772 |   0 |   0 |   0 |
4773 +-----+-----+-----+
4774 |   0 |   1 |   1 |
4775 +-----+-----+-----+
4776 |   1 |   0 |   1 |
4777 +-----+-----+-----+
4778 |   1 |   1 |   1 |
4779 +-----+-----+-----+
4780
4781 Example:
4782 """"""""
4783
4784 ::
4785
4786       <result> = or i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 | %var
4787       <result> = or i32 15, 40          ; yields i32:result = 47
4788       <result> = or i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
4789
4790 '``xor``' Instruction
4791 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4792
4793 Syntax:
4794 """""""
4795
4796 ::
4797
4798       <result> = xor <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
4799
4800 Overview:
4801 """""""""
4802
4803 The '``xor``' instruction returns the bitwise logical exclusive or of
4804 its two operands. The ``xor`` is used to implement the "one's
4805 complement" operation, which is the "~" operator in C.
4806
4807 Arguments:
4808 """"""""""
4809
4810 The two arguments to the '``xor``' instruction must be
4811 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
4812 arguments must have identical types.
4813
4814 Semantics:
4815 """"""""""
4816
4817 The truth table used for the '``xor``' instruction is:
4818
4819 +-----+-----+-----+
4820 | In0 | In1 | Out |
4821 +-----+-----+-----+
4822 |   0 |   0 |   0 |
4823 +-----+-----+-----+
4824 |   0 |   1 |   1 |
4825 +-----+-----+-----+
4826 |   1 |   0 |   1 |
4827 +-----+-----+-----+
4828 |   1 |   1 |   0 |
4829 +-----+-----+-----+
4830
4831 Example:
4832 """"""""
4833
4834 .. code-block:: llvm
4835
4836       <result> = xor i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 ^ %var
4837       <result> = xor i32 15, 40          ; yields i32:result = 39
4838       <result> = xor i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
4839       <result> = xor i32 %V, -1          ; yields i32:result = ~%V
4840
4841 Vector Operations
4842 -----------------
4843
4844 LLVM supports several instructions to represent vector operations in a
4845 target-independent manner. These instructions cover the element-access
4846 and vector-specific operations needed to process vectors effectively.
4847 While LLVM does directly support these vector operations, many
4848 sophisticated algorithms will want to use target-specific intrinsics to
4849 take full advantage of a specific target.
4850
4851 .. _i_extractelement:
4852
4853 '``extractelement``' Instruction
4854 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4855
4856 Syntax:
4857 """""""
4858
4859 ::
4860
4861       <result> = extractelement <n x <ty>> <val>, <ty2> <idx>  ; yields <ty>
4862
4863 Overview:
4864 """""""""
4865
4866 The '``extractelement``' instruction extracts a single scalar element
4867 from a vector at a specified index.
4868
4869 Arguments:
4870 """"""""""
4871
4872 The first operand of an '``extractelement``' instruction is a value of
4873 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is an index indicating
4874 the position from which to extract the element. The index may be a
4875 variable of any integer type.
4876
4877 Semantics:
4878 """"""""""
4879
4880 The result is a scalar of the same type as the element type of ``val``.
4881 Its value is the value at position ``idx`` of ``val``. If ``idx``
4882 exceeds the length of ``val``, the results are undefined.
4883
4884 Example:
4885 """"""""
4886
4887 .. code-block:: llvm
4888
4889       <result> = extractelement <4 x i32> %vec, i32 0    ; yields i32
4890
4891 .. _i_insertelement:
4892
4893 '``insertelement``' Instruction
4894 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4895
4896 Syntax:
4897 """""""
4898
4899 ::
4900
4901       <result> = insertelement <n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, <ty2> <idx>    ; yields <n x <ty>>
4902
4903 Overview:
4904 """""""""
4905
4906 The '``insertelement``' instruction inserts a scalar element into a
4907 vector at a specified index.
4908
4909 Arguments:
4910 """"""""""
4911
4912 The first operand of an '``insertelement``' instruction is a value of
4913 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is a scalar value whose
4914 type must equal the element type of the first operand. The third operand
4915 is an index indicating the position at which to insert the value. The
4916 index may be a variable of any integer type.
4917
4918 Semantics:
4919 """"""""""
4920
4921 The result is a vector of the same type as ``val``. Its element values
4922 are those of ``val`` except at position ``idx``, where it gets the value
4923 ``elt``. If ``idx`` exceeds the length of ``val``, the results are
4924 undefined.
4925
4926 Example:
4927 """"""""
4928
4929 .. code-block:: llvm
4930
4931       <result> = insertelement <4 x i32> %vec, i32 1, i32 0    ; yields <4 x i32>
4932
4933 .. _i_shufflevector:
4934
4935 '``shufflevector``' Instruction
4936 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4937
4938 Syntax:
4939 """""""
4940
4941 ::
4942
4943       <result> = shufflevector <n x <ty>> <v1>, <n x <ty>> <v2>, <m x i32> <mask>    ; yields <m x <ty>>
4944
4945 Overview:
4946 """""""""
4947
4948 The '``shufflevector``' instruction constructs a permutation of elements
4949 from two input vectors, returning a vector with the same element type as
4950 the input and length that is the same as the shuffle mask.
4951
4952 Arguments:
4953 """"""""""
4954
4955 The first two operands of a '``shufflevector``' instruction are vectors
4956 with the same type. The third argument is a shuffle mask whose element
4957 type is always 'i32'. The result of the instruction is a vector whose
4958 length is the same as the shuffle mask and whose element type is the
4959 same as the element type of the first two operands.
4960
4961 The shuffle mask operand is required to be a constant vector with either
4962 constant integer or undef values.
4963
4964 Semantics:
4965 """"""""""
4966
4967 The elements of the two input vectors are numbered from left to right
4968 across both of the vectors. The shuffle mask operand specifies, for each
4969 element of the result vector, which element of the two input vectors the
4970 result element gets. The element selector may be undef (meaning "don't
4971 care") and the second operand may be undef if performing a shuffle from
4972 only one vector.
4973
4974 Example:
4975 """"""""
4976
4977 .. code-block:: llvm
4978
4979       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
4980                               <4 x i32> <i32 0, i32 4, i32 1, i32 5>  ; yields <4 x i32>
4981       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> undef,
4982                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32> - Identity shuffle.
4983       <result> = shufflevector <8 x i32> %v1, <8 x i32> undef,
4984                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32>
4985       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
4986                               <8 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3, i32 4, i32 5, i32 6, i32 7 >  ; yields <8 x i32>
4987
4988 Aggregate Operations
4989 --------------------
4990
4991 LLVM supports several instructions for working with
4992 :ref:`aggregate <t_aggregate>` values.
4993
4994 .. _i_extractvalue:
4995
4996 '``extractvalue``' Instruction
4997 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4998
4999 Syntax:
5000 """""""
5001
5002 ::
5003
5004       <result> = extractvalue <aggregate type> <val>, <idx>{, <idx>}*
5005
5006 Overview:
5007 """""""""
5008
5009 The '``extractvalue``' instruction extracts the value of a member field
5010 from an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
5011
5012 Arguments:
5013 """"""""""
5014
5015 The first operand of an '``extractvalue``' instruction is a value of
5016 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The operands are
5017 constant indices to specify which value to extract in a similar manner
5018 as indices in a '``getelementptr``' instruction.
5019
5020 The major differences to ``getelementptr`` indexing are:
5021
5022 -  Since the value being indexed is not a pointer, the first index is
5023    omitted and assumed to be zero.
5024 -  At least one index must be specified.
5025 -  Not only struct indices but also array indices must be in bounds.
5026
5027 Semantics:
5028 """"""""""
5029
5030 The result is the value at the position in the aggregate specified by
5031 the index operands.
5032
5033 Example:
5034 """"""""
5035
5036 .. code-block:: llvm
5037
5038       <result> = extractvalue {i32, float} %agg, 0    ; yields i32
5039
5040 .. _i_insertvalue:
5041
5042 '``insertvalue``' Instruction
5043 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5044
5045 Syntax:
5046 """""""
5047
5048 ::
5049
5050       <result> = insertvalue <aggregate type> <val>, <ty> <elt>, <idx>{, <idx>}*    ; yields <aggregate type>
5051
5052 Overview:
5053 """""""""
5054
5055 The '``insertvalue``' instruction inserts a value into a member field in
5056 an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
5057
5058 Arguments:
5059 """"""""""
5060
5061 The first operand of an '``insertvalue``' instruction is a value of
5062 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The second operand is
5063 a first-class value to insert. The following operands are constant
5064 indices indicating the position at which to insert the value in a
5065 similar manner as indices in a '``extractvalue``' instruction. The value
5066 to insert must have the same type as the value identified by the
5067 indices.
5068
5069 Semantics:
5070 """"""""""
5071
5072 The result is an aggregate of the same type as ``val``. Its value is
5073 that of ``val`` except that the value at the position specified by the
5074 indices is that of ``elt``.
5075
5076 Example:
5077 """"""""
5078
5079 .. code-block:: llvm
5080
5081       %agg1 = insertvalue {i32, float} undef, i32 1, 0              ; yields {i32 1, float undef}
5082       %agg2 = insertvalue {i32, float} %agg1, float %val, 1         ; yields {i32 1, float %val}
5083       %agg3 = insertvalue {i32, {float}} undef, float %val, 1, 0    ; yields {i32 undef, {float %val}}
5084
5085 .. _memoryops:
5086
5087 Memory Access and Addressing Operations
5088 ---------------------------------------
5089
5090 A key design point of an SSA-based representation is how it represents
5091 memory. In LLVM, no memory locations are in SSA form, which makes things
5092 very simple. This section describes how to read, write, and allocate
5093 memory in LLVM.
5094
5095 .. _i_alloca:
5096
5097 '``alloca``' Instruction
5098 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5099
5100 Syntax:
5101 """""""
5102
5103 ::
5104
5105       <result> = alloca [inalloca] <type> [, <ty> <NumElements>] [, align <alignment>]     ; yields type*:result
5106
5107 Overview:
5108 """""""""
5109
5110 The '``alloca``' instruction allocates memory on the stack frame of the
5111 currently executing function, to be automatically released when this
5112 function returns to its caller. The object is always allocated in the
5113 generic address space (address space zero).
5114
5115 Arguments:
5116 """"""""""
5117
5118 The '``alloca``' instruction allocates ``sizeof(<type>)*NumElements``
5119 bytes of memory on the runtime stack, returning a pointer of the
5120 appropriate type to the program. If "NumElements" is specified, it is
5121 the number of elements allocated, otherwise "NumElements" is defaulted
5122 to be one. If a constant alignment is specified, the value result of the
5123 allocation is guaranteed to be aligned to at least that boundary. The
5124 alignment may not be greater than ``1 << 29``. If not specified, or if
5125 zero, the target can choose to align the allocation on any convenient
5126 boundary compatible with the type.
5127
5128 '``type``' may be any sized type.
5129
5130 Semantics:
5131 """"""""""
5132
5133 Memory is allocated; a pointer is returned. The operation is undefined
5134 if there is insufficient stack space for the allocation. '``alloca``'d
5135 memory is automatically released when the function returns. The
5136 '``alloca``' instruction is commonly used to represent automatic
5137 variables that must have an address available. When the function returns
5138 (either with the ``ret`` or ``resume`` instructions), the memory is
5139 reclaimed. Allocating zero bytes is legal, but the result is undefined.
5140 The order in which memory is allocated (ie., which way the stack grows)
5141 is not specified.
5142
5143 Example:
5144 """"""""
5145
5146 .. code-block:: llvm
5147
5148       %ptr = alloca i32                             ; yields i32*:ptr
5149       %ptr = alloca i32, i32 4                      ; yields i32*:ptr
5150       %ptr = alloca i32, i32 4, align 1024          ; yields i32*:ptr
5151       %ptr = alloca i32, align 1024                 ; yields i32*:ptr
5152
5153 .. _i_load:
5154
5155 '``load``' Instruction
5156 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5157
5158 Syntax:
5159 """""""
5160
5161 ::
5162
5163       <result> = load [volatile] <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>][, !invariant.load !<index>][, !nonnull !<index>]
5164       <result> = load atomic [volatile] <ty>* <pointer> [singlethread] <ordering>, align <alignment>
5165       !<index> = !{ i32 1 }
5166
5167 Overview:
5168 """""""""
5169
5170 The '``load``' instruction is used to read from memory.
5171
5172 Arguments:
5173 """"""""""
5174
5175 The argument to the ``load`` instruction specifies the memory address
5176 from which to load. The pointer must point to a :ref:`first
5177 class <t_firstclass>` type. If the ``load`` is marked as ``volatile``,
5178 then the optimizer is not allowed to modify the number or order of
5179 execution of this ``load`` with other :ref:`volatile
5180 operations <volatile>`.
5181
5182 If the ``load`` is marked as ``atomic``, it takes an extra
5183 :ref:`ordering <ordering>` and optional ``singlethread`` argument. The
5184 ``release`` and ``acq_rel`` orderings are not valid on ``load``
5185 instructions. Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results
5186 when they may see multiple atomic stores. The type of the pointee must
5187 be an integer type whose bit width is a power of two greater than or
5188 equal to eight and less than or equal to a target-specific size limit.
5189 ``align`` must be explicitly specified on atomic loads, and the load has
5190 undefined behavior if the alignment is not set to a value which is at
5191 least the size in bytes of the pointee. ``!nontemporal`` does not have
5192 any defined semantics for atomic loads.
5193
5194 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
5195 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
5196 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
5197 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
5198 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
5199 alignment results in undefined behavior. Underestimating the alignment
5200 may produce less efficient code. An alignment of 1 is always safe. The
5201 maximum possible alignment is ``1 << 29``.
5202
5203 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single
5204 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one
5205 ``i32`` entry of value 1. The existence of the ``!nontemporal``
5206 metadata on the instruction tells the optimizer and code generator
5207 that this load is not expected to be reused in the cache. The code
5208 generator may select special instructions to save cache bandwidth, such
5209 as the ``MOVNT`` instruction on x86.
5210
5211 The optional ``!invariant.load`` metadata must reference a single
5212 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
5213 entries. The existence of the ``!invariant.load`` metadata on the
5214 instruction tells the optimizer and code generator that the address
5215 operand to this load points to memory which can be assumed unchanged.
5216 Being invariant does not imply that a location is dereferenceable, 
5217 but it does imply that once the location is known dereferenceable 
5218 its value is henceforth unchanging.  
5219
5220 The optional ``!nonnull`` metadata must reference a single
5221 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
5222 entries. The existence of the ``!nonnull`` metadata on the
5223 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to
5224 never be null.  This is analogous to the ''nonnull'' attribute
5225 on parameters and return values.  This metadata can only be applied 
5226 to loads of a pointer type.  
5227
5228 Semantics:
5229 """"""""""
5230
5231 The location of memory pointed to is loaded. If the value being loaded
5232 is of scalar type then the number of bytes read does not exceed the
5233 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
5234 example, loading an ``i24`` reads at most three bytes. When loading a
5235 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
5236 of bytes, the result is undefined if the value was not originally
5237 written using a store of the same type.
5238
5239 Examples:
5240 """""""""
5241
5242 .. code-block:: llvm
5243
5244       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
5245       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
5246       %val = load i32* %ptr                           ; yields i32:val = i32 3
5247
5248 .. _i_store:
5249
5250 '``store``' Instruction
5251 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5252
5253 Syntax:
5254 """""""
5255
5256 ::
5257
5258       store [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>]        ; yields void
5259       store atomic [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer> [singlethread] <ordering>, align <alignment>  ; yields void
5260
5261 Overview:
5262 """""""""
5263
5264 The '``store``' instruction is used to write to memory.
5265
5266 Arguments:
5267 """"""""""
5268
5269 There are two arguments to the ``store`` instruction: a value to store
5270 and an address at which to store it. The type of the ``<pointer>``
5271 operand must be a pointer to the :ref:`first class <t_firstclass>` type of
5272 the ``<value>`` operand. If the ``store`` is marked as ``volatile``,
5273 then the optimizer is not allowed to modify the number or order of
5274 execution of this ``store`` with other :ref:`volatile
5275 operations <volatile>`.
5276
5277 If the ``store`` is marked as ``atomic``, it takes an extra
5278 :ref:`ordering <ordering>` and optional ``singlethread`` argument. The
5279 ``acquire`` and ``acq_rel`` orderings aren't valid on ``store``
5280 instructions. Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results
5281 when they may see multiple atomic stores. The type of the pointee must
5282 be an integer type whose bit width is a power of two greater than or
5283 equal to eight and less than or equal to a target-specific size limit.
5284 ``align`` must be explicitly specified on atomic stores, and the store
5285 has undefined behavior if the alignment is not set to a value which is
5286 at least the size in bytes of the pointee. ``!nontemporal`` does not
5287 have any defined semantics for atomic stores.
5288
5289 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
5290 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
5291 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
5292 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
5293 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
5294 alignment results in undefined behavior. Underestimating the
5295 alignment may produce less efficient code. An alignment of 1 is always
5296 safe. The maximum possible alignment is ``1 << 29``.
5297
5298 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single metadata
5299 name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one ``i32`` entry of
5300 value 1. The existence of the ``!nontemporal`` metadata on the instruction
5301 tells the optimizer and code generator that this load is not expected to
5302 be reused in the cache. The code generator may select special
5303 instructions to save cache bandwidth, such as the MOVNT instruction on
5304 x86.
5305
5306 Semantics:
5307 """"""""""
5308
5309 The contents of memory are updated to contain ``<value>`` at the
5310 location specified by the ``<pointer>`` operand. If ``<value>`` is
5311 of scalar type then the number of bytes written does not exceed the
5312 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
5313 example, storing an ``i24`` writes at most three bytes. When writing a
5314 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
5315 of bytes, it is unspecified what happens to the extra bits that do not
5316 belong to the type, but they will typically be overwritten.
5317
5318 Example:
5319 """"""""
5320
5321 .. code-block:: llvm
5322
5323       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
5324       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
5325       %val = load i32* %ptr                           ; yields i32:val = i32 3
5326
5327 .. _i_fence:
5328
5329 '``fence``' Instruction
5330 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5331
5332 Syntax:
5333 """""""
5334
5335 ::
5336
5337       fence [singlethread] <ordering>                   ; yields void
5338
5339 Overview:
5340 """""""""
5341
5342 The '``fence``' instruction is used to introduce happens-before edges
5343 between operations.
5344
5345 Arguments:
5346 """"""""""
5347
5348 '``fence``' instructions take an :ref:`ordering <ordering>` argument which
5349 defines what *synchronizes-with* edges they add. They can only be given
5350 ``acquire``, ``release``, ``acq_rel``, and ``seq_cst`` orderings.
5351
5352 Semantics:
5353 """"""""""
5354
5355 A fence A which has (at least) ``release`` ordering semantics
5356 *synchronizes with* a fence B with (at least) ``acquire`` ordering
5357 semantics if and only if there exist atomic operations X and Y, both
5358 operating on some atomic object M, such that A is sequenced before X, X
5359 modifies M (either directly or through some side effect of a sequence
5360 headed by X), Y is sequenced before B, and Y observes M. This provides a
5361 *happens-before* dependency between A and B. Rather than an explicit
5362 ``fence``, one (but not both) of the atomic operations X or Y might
5363 provide a ``release`` or ``acquire`` (resp.) ordering constraint and
5364 still *synchronize-with* the explicit ``fence`` and establish the
5365 *happens-before* edge.
5366
5367 A ``fence`` which has ``seq_cst`` ordering, in addition to having both
5368 ``acquire`` and ``release`` semantics specified above, participates in
5369 the global program order of other ``seq_cst`` operations and/or fences.
5370
5371 The optional ":ref:`singlethread <singlethread>`" argument specifies
5372 that the fence only synchronizes with other fences in the same thread.
5373 (This is useful for interacting with signal handlers.)
5374
5375 Example:
5376 """"""""
5377
5378 .. code-block:: llvm
5379
5380       fence acquire                          ; yields void
5381       fence singlethread seq_cst             ; yields void
5382
5383 .. _i_cmpxchg:
5384
5385 '``cmpxchg``' Instruction
5386 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5387
5388 Syntax:
5389 """""""
5390
5391 ::
5392
5393       cmpxchg [weak] [volatile] <ty>* <pointer>, <ty> <cmp>, <ty> <new> [singlethread] <success ordering> <failure ordering> ; yields  { ty, i1 }
5394
5395 Overview:
5396 """""""""
5397
5398 The '``cmpxchg``' instruction is used to atomically modify memory. It
5399 loads a value in memory and compares it to a given value. If they are
5400 equal, it tries to store a new value into the memory.
5401
5402 Arguments:
5403 """"""""""
5404
5405 There are three arguments to the '``cmpxchg``' instruction: an address
5406 to operate on, a value to compare to the value currently be at that
5407 address, and a new value to place at that address if the compared values
5408 are equal. The type of '<cmp>' must be an integer type whose bit width
5409 is a power of two greater than or equal to eight and less than or equal
5410 to a target-specific size limit. '<cmp>' and '<new>' must have the same
5411 type, and the type of '<pointer>' must be a pointer to that type. If the
5412 ``cmpxchg`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not allowed
5413 to modify the number or order of execution of this ``cmpxchg`` with
5414 other :ref:`volatile operations <volatile>`.
5415
5416 The success and failure :ref:`ordering <ordering>` arguments specify how this
5417 ``cmpxchg`` synchronizes with other atomic operations. Both ordering parameters
5418 must be at least ``monotonic``, the ordering constraint on failure must be no
5419 stronger than that on success, and the failure ordering cannot be either
5420 ``release`` or ``acq_rel``.
5421
5422 The optional "``singlethread``" argument declares that the ``cmpxchg``
5423 is only atomic with respect to code (usually signal handlers) running in
5424 the same thread as the ``cmpxchg``. Otherwise the cmpxchg is atomic with
5425 respect to all other code in the system.
5426
5427 The pointer passed into cmpxchg must have alignment greater than or
5428 equal to the size in memory of the operand.
5429
5430 Semantics:
5431 """"""""""
5432
5433 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``' operand
5434 is read and compared to '``<cmp>``'; if the read value is the equal, the
5435 '``<new>``' is written. The original value at the location is returned, together
5436 with a flag indicating success (true) or failure (false).
5437
5438 If the cmpxchg operation is marked as ``weak`` then a spurious failure is
5439 permitted: the operation may not write ``<new>`` even if the comparison
5440 matched.
5441
5442 If the cmpxchg operation is strong (the default), the i1 value is 1 if and only
5443 if the value loaded equals ``cmp``.
5444
5445 A successful ``cmpxchg`` is a read-modify-write instruction for the purpose of
5446 identifying release sequences. A failed ``cmpxchg`` is equivalent to an atomic
5447 load with an ordering parameter determined the second ordering parameter.
5448
5449 Example:
5450 """"""""
5451
5452 .. code-block:: llvm
5453
5454     entry:
5455       %orig = atomic load i32* %ptr unordered                   ; yields i32
5456       br label %loop
5457
5458     loop:
5459       %cmp = phi i32 [ %orig, %entry ], [%old, %loop]
5460       %squared = mul i32 %cmp, %cmp
5461       %val_success = cmpxchg i32* %ptr, i32 %cmp, i32 %squared acq_rel monotonic ; yields  { i32, i1 }
5462       %value_loaded = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 0
5463       %success = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 1
5464       br i1 %success, label %done, label %loop
5465
5466     done:
5467       ...
5468
5469 .. _i_atomicrmw:
5470
5471 '``atomicrmw``' Instruction
5472 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5473
5474 Syntax:
5475 """""""
5476
5477 ::
5478
5479       atomicrmw [volatile] <operation> <ty>* <pointer>, <ty> <value> [singlethread] <ordering>                   ; yields ty
5480
5481 Overview:
5482 """""""""
5483
5484 The '``atomicrmw``' instruction is used to atomically modify memory.
5485
5486 Arguments:
5487 """"""""""
5488
5489 There are three arguments to the '``atomicrmw``' instruction: an
5490 operation to apply, an address whose value to modify, an argument to the
5491 operation. The operation must be one of the following keywords:
5492
5493 -  xchg
5494 -  add
5495 -  sub
5496 -  and
5497 -  nand
5498 -  or
5499 -  xor
5500 -  max
5501 -  min
5502 -  umax
5503 -  umin
5504
5505 The type of '<value>' must be an integer type whose bit width is a power
5506 of two greater than or equal to eight and less than or equal to a
5507 target-specific size limit. The type of the '``<pointer>``' operand must
5508 be a pointer to that type. If the ``atomicrmw`` is marked as
5509 ``volatile``, then the optimizer is not allowed to modify the number or
5510 order of execution of this ``atomicrmw`` with other :ref:`volatile
5511 operations <volatile>`.
5512
5513 Semantics:
5514 """"""""""
5515
5516 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``'
5517 operand are atomically read, modified, and written back. The original
5518 value at the location is returned. The modification is specified by the
5519 operation argument:
5520
5521 -  xchg: ``*ptr = val``
5522 -  add: ``*ptr = *ptr + val``
5523 -  sub: ``*ptr = *ptr - val``
5524 -  and: ``*ptr = *ptr & val``
5525 -  nand: ``*ptr = ~(*ptr & val)``
5526 -  or: ``*ptr = *ptr | val``
5527 -  xor: ``*ptr = *ptr ^ val``
5528 -  max: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
5529 -  min: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
5530 -  umax: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using an unsigned
5531    comparison)
5532 -  umin: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using an unsigned
5533    comparison)
5534
5535 Example:
5536 """"""""
5537
5538 .. code-block:: llvm
5539
5540       %old = atomicrmw add i32* %ptr, i32 1 acquire                        ; yields i32
5541
5542 .. _i_getelementptr:
5543
5544 '``getelementptr``' Instruction
5545 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5546
5547 Syntax:
5548 """""""
5549
5550 ::
5551
5552       <result> = getelementptr <pty>* <ptrval>{, <ty> <idx>}*
5553       <result> = getelementptr inbounds <pty>* <ptrval>{, <ty> <idx>}*
5554       <result> = getelementptr <ptr vector> ptrval, <vector index type> idx
5555
5556 Overview:
5557 """""""""
5558
5559 The '``getelementptr``' instruction is used to get the address of a
5560 subelement of an :ref:`aggregate <t_aggregate>` data structure. It performs
5561 address calculation only and does not access memory.
5562
5563 Arguments:
5564 """"""""""
5565
5566 The first argument is always a pointer or a vector of pointers, and
5567 forms the basis of the calculation. The remaining arguments are indices
5568 that indicate which of the elements of the aggregate object are indexed.
5569 The interpretation of each index is dependent on the type being indexed
5570 into. The first index always indexes the pointer value given as the
5571 first argument, the second index indexes a value of the type pointed to
5572 (not necessarily the value directly pointed to, since the first index
5573 can be non-zero), etc. The first type indexed into must be a pointer
5574 value, subsequent types can be arrays, vectors, and structs. Note that
5575 subsequent types being indexed into can never be pointers, since that
5576 would require loading the pointer before continuing calculation.
5577
5578 The type of each index argument depends on the type it is indexing into.
5579 When indexing into a (optionally packed) structure, only ``i32`` integer
5580 **constants** are allowed (when using a vector of indices they must all
5581 be the **same** ``i32`` integer constant). When indexing into an array,
5582 pointer or vector, integers of any width are allowed, and they are not
5583 required to be constant. These integers are treated as signed values
5584 where relevant.
5585
5586 For example, let's consider a C code fragment and how it gets compiled
5587 to LLVM:
5588
5589 .. code-block:: c
5590
5591     struct RT {
5592       char A;
5593       int B[10][20];
5594       char C;
5595     };
5596     struct ST {
5597       int X;
5598       double Y;
5599       struct RT Z;
5600     };
5601
5602     int *foo(struct ST *s) {
5603       return &s[1].Z.B[5][13];
5604     }
5605
5606 The LLVM code generated by Clang is:
5607
5608 .. code-block:: llvm
5609
5610     %struct.RT = type { i8, [10 x [20 x i32]], i8 }
5611     %struct.ST = type { i32, double, %struct.RT }
5612
5613     define i32* @foo(%struct.ST* %s) nounwind uwtable readnone optsize ssp {
5614     entry:
5615       %arrayidx = getelementptr inbounds %struct.ST* %s, i64 1, i32 2, i32 1, i64 5, i64 13
5616       ret i32* %arrayidx
5617     }
5618
5619 Semantics:
5620 """"""""""
5621
5622 In the example above, the first index is indexing into the
5623 '``%struct.ST*``' type, which is a pointer, yielding a '``%struct.ST``'
5624 = '``{ i32, double, %struct.RT }``' type, a structure. The second index
5625 indexes into the third element of the structure, yielding a
5626 '``%struct.RT``' = '``{ i8 , [10 x [20 x i32]], i8 }``' type, another
5627 structure. The third index indexes into the second element of the
5628 structure, yielding a '``[10 x [20 x i32]]``' type, an array. The two
5629 dimensions of the array are subscripted into, yielding an '``i32``'
5630 type. The '``getelementptr``' instruction returns a pointer to this
5631 element, thus computing a value of '``i32*``' type.
5632
5633 Note that it is perfectly legal to index partially through a structure,
5634 returning a pointer to an inner element. Because of this, the LLVM code
5635 for the given testcase is equivalent to:
5636
5637 .. code-block:: llvm
5638
5639     define i32* @foo(%struct.ST* %s) {
5640       %t1 = getelementptr %struct.ST* %s, i32 1                 ; yields %struct.ST*:%t1
5641       %t2 = getelementptr %struct.ST* %t1, i32 0, i32 2         ; yields %struct.RT*:%t2
5642       %t3 = getelementptr %struct.RT* %t2, i32 0, i32 1         ; yields [10 x [20 x i32]]*:%t3
5643       %t4 = getelementptr [10 x [20 x i32]]* %t3, i32 0, i32 5  ; yields [20 x i32]*:%t4
5644       %t5 = getelementptr [20 x i32]* %t4, i32 0, i32 13        ; yields i32*:%t5
5645       ret i32* %t5
5646     }
5647
5648 If the ``inbounds`` keyword is present, the result value of the
5649 ``getelementptr`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the base
5650 pointer is not an *in bounds* address of an allocated object, or if any
5651 of the addresses that would be formed by successive addition of the
5652 offsets implied by the indices to the base address with infinitely
5653 precise signed arithmetic are not an *in bounds* address of that
5654 allocated object. The *in bounds* addresses for an allocated object are
5655 all the addresses that point into the object, plus the address one byte
5656 past the end. In cases where the base is a vector of pointers the
5657 ``inbounds`` keyword applies to each of the computations element-wise.
5658
5659 If the ``inbounds`` keyword is not present, the offsets are added to the
5660 base address with silently-wrapping two's complement arithmetic. If the
5661 offsets have a different width from the pointer, they are sign-extended
5662 or truncated to the width of the pointer. The result value of the
5663 ``getelementptr`` may be outside the object pointed to by the base
5664 pointer. The result value may not necessarily be used to access memory
5665 though, even if it happens to point into allocated storage. See the
5666 :ref:`Pointer Aliasing Rules <pointeraliasing>` section for more
5667 information.
5668
5669 The getelementptr instruction is often confusing. For some more insight
5670 into how it works, see :doc:`the getelementptr FAQ <GetElementPtr>`.
5671
5672 Example:
5673 """"""""
5674
5675 .. code-block:: llvm
5676
5677         ; yields [12 x i8]*:aptr
5678         %aptr = getelementptr {i32, [12 x i8]}* %saptr, i64 0, i32 1
5679         ; yields i8*:vptr
5680         %vptr = getelementptr {i32, <2 x i8>}* %svptr, i64 0, i32 1, i32 1
5681         ; yields i8*:eptr
5682         %eptr = getelementptr [12 x i8]* %aptr, i64 0, i32 1
5683         ; yields i32*:iptr
5684         %iptr = getelementptr [10 x i32]* @arr, i16 0, i16 0
5685
5686 In cases where the pointer argument is a vector of pointers, each index
5687 must be a vector with the same number of elements. For example:
5688
5689 .. code-block:: llvm
5690
5691      %A = getelementptr <4 x i8*> %ptrs, <4 x i64> %offsets,
5692
5693 Conversion Operations
5694 ---------------------
5695
5696 The instructions in this category are the conversion instructions
5697 (casting) which all take a single operand and a type. They perform
5698 various bit conversions on the operand.
5699
5700 '``trunc .. to``' Instruction
5701 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5702
5703 Syntax:
5704 """""""
5705
5706 ::
5707
5708       <result> = trunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5709
5710 Overview:
5711 """""""""
5712
5713 The '``trunc``' instruction truncates its operand to the type ``ty2``.
5714
5715 Arguments:
5716 """"""""""
5717
5718 The '``trunc``' instruction takes a value to trunc, and a type to trunc
5719 it to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors
5720 of the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
5721 larger than the bit size of the destination type, ``ty2``. Equal sized
5722 types are not allowed.
5723
5724 Semantics:
5725 """"""""""
5726
5727 The '``trunc``' instruction truncates the high order bits in ``value``
5728 and converts the remaining bits to ``ty2``. Since the source size must
5729 be larger than the destination size, ``trunc`` cannot be a *no-op cast*.
5730 It will always truncate bits.
5731
5732 Example:
5733 """"""""
5734
5735 .. code-block:: llvm
5736
5737       %X = trunc i32 257 to i8                        ; yields i8:1
5738       %Y = trunc i32 123 to i1                        ; yields i1:true
5739       %Z = trunc i32 122 to i1                        ; yields i1:false
5740       %W = trunc <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i8> ; yields <i8 8, i8 7>
5741
5742 '``zext .. to``' Instruction
5743 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5744
5745 Syntax:
5746 """""""
5747
5748 ::
5749
5750       <result> = zext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5751
5752 Overview:
5753 """""""""
5754
5755 The '``zext``' instruction zero extends its operand to type ``ty2``.
5756
5757 Arguments:
5758 """"""""""
5759
5760 The '``zext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
5761 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
5762 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
5763 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
5764
5765 Semantics:
5766 """"""""""
5767
5768 The ``zext`` fills the high order bits of the ``value`` with zero bits
5769 until it reaches the size of the destination type, ``ty2``.
5770
5771 When zero extending from i1, the result will always be either 0 or 1.
5772
5773 Example:
5774 """"""""
5775
5776 .. code-block:: llvm
5777
5778       %X = zext i32 257 to i64              ; yields i64:257
5779       %Y = zext i1 true to i32              ; yields i32:1
5780       %Z = zext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
5781
5782 '``sext .. to``' Instruction
5783 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5784
5785 Syntax:
5786 """""""
5787
5788 ::
5789
5790       <result> = sext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5791
5792 Overview:
5793 """""""""
5794
5795 The '``sext``' sign extends ``value`` to the type ``ty2``.
5796
5797 Arguments:
5798 """"""""""
5799
5800 The '``sext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
5801 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
5802 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
5803 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
5804
5805 Semantics:
5806 """"""""""
5807
5808 The '``sext``' instruction performs a sign extension by copying the sign
5809 bit (highest order bit) of the ``value`` until it reaches the bit size
5810 of the type ``ty2``.
5811
5812 When sign extending from i1, the extension always results in -1 or 0.
5813
5814 Example:
5815 """"""""
5816
5817 .. code-block:: llvm
5818
5819       %X = sext i8  -1 to i16              ; yields i16   :65535
5820       %Y = sext i1 true to i32             ; yields i32:-1
5821       %Z = sext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
5822
5823 '``fptrunc .. to``' Instruction
5824 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5825
5826 Syntax:
5827 """""""
5828
5829 ::
5830
5831       <result> = fptrunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5832
5833 Overview:
5834 """""""""
5835
5836 The '``fptrunc``' instruction truncates ``value`` to type ``ty2``.
5837
5838 Arguments:
5839 """"""""""
5840
5841 The '``fptrunc``' instruction takes a :ref:`floating point <t_floating>`
5842 value to cast and a :ref:`floating point <t_floating>` type to cast it to.
5843 The size of ``value`` must be larger than the size of ``ty2``. This
5844 implies that ``fptrunc`` cannot be used to make a *no-op cast*.
5845
5846 Semantics:
5847 """"""""""
5848
5849 The '``fptrunc``' instruction truncates a ``value`` from a larger
5850 :ref:`floating point <t_floating>` type to a smaller :ref:`floating
5851 point <t_floating>` type. If the value cannot fit within the
5852 destination type, ``ty2``, then the results are undefined.
5853
5854 Example:
5855 """"""""
5856
5857 .. code-block:: llvm
5858
5859       %X = fptrunc double 123.0 to float         ; yields float:123.0
5860       %Y = fptrunc double 1.0E+300 to float      ; yields undefined
5861
5862 '``fpext .. to``' Instruction
5863 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5864
5865 Syntax:
5866 """""""
5867
5868 ::
5869
5870       <result> = fpext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5871
5872 Overview:
5873 """""""""
5874
5875 The '``fpext``' extends a floating point ``value`` to a larger floating
5876 point value.
5877
5878 Arguments:
5879 """"""""""
5880
5881 The '``fpext``' instruction takes a :ref:`floating point <t_floating>`
5882 ``value`` to cast, and a :ref:`floating point <t_floating>` type to cast it
5883 to. The source type must be smaller than the destination type.
5884
5885 Semantics:
5886 """"""""""
5887
5888 The '``fpext``' instruction extends the ``value`` from a smaller
5889 :ref:`floating point <t_floating>` type to a larger :ref:`floating
5890 point <t_floating>` type. The ``fpext`` cannot be used to make a
5891 *no-op cast* because it always changes bits. Use ``bitcast`` to make a
5892 *no-op cast* for a floating point cast.
5893
5894 Example:
5895 """"""""
5896
5897 .. code-block:: llvm
5898
5899       %X = fpext float 3.125 to double         ; yields double:3.125000e+00
5900       %Y = fpext double %X to fp128            ; yields fp128:0xL00000000000000004000900000000000
5901
5902 '``fptoui .. to``' Instruction
5903 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5904
5905 Syntax:
5906 """""""
5907
5908 ::
5909
5910       <result> = fptoui <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5911
5912 Overview:
5913 """""""""
5914
5915 The '``fptoui``' converts a floating point ``value`` to its unsigned
5916 integer equivalent of type ``ty2``.
5917
5918 Arguments:
5919 """"""""""
5920
5921 The '``fptoui``' instruction takes a value to cast, which must be a
5922 scalar or vector :ref:`floating point <t_floating>` value, and a type to
5923 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
5924 ``ty`` is a vector floating point type, ``ty2`` must be a vector integer
5925 type with the same number of elements as ``ty``
5926
5927 Semantics:
5928 """"""""""
5929
5930 The '``fptoui``' instruction converts its :ref:`floating
5931 point <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
5932 unsigned integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the results
5933 are undefined.
5934
5935 Example:
5936 """"""""
5937
5938 .. code-block:: llvm
5939
5940       %X = fptoui double 123.0 to i32      ; yields i32:123
5941       %Y = fptoui float 1.0E+300 to i1     ; yields undefined:1
5942       %Z = fptoui float 1.04E+17 to i8     ; yields undefined:1
5943
5944 '``fptosi .. to``' Instruction
5945 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5946
5947 Syntax:
5948 """""""
5949
5950 ::
5951
5952       <result> = fptosi <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5953
5954 Overview:
5955 """""""""
5956
5957 The '``fptosi``' instruction converts :ref:`floating point <t_floating>`
5958 ``value`` to type ``ty2``.
5959
5960 Arguments:
5961 """"""""""
5962
5963 The '``fptosi``' instruction takes a value to cast, which must be a
5964 scalar or vector :ref:`floating point <t_floating>` value, and a type to
5965 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
5966 ``ty`` is a vector floating point type, ``ty2`` must be a vector integer
5967 type with the same number of elements as ``ty``
5968
5969 Semantics:
5970 """"""""""
5971
5972 The '``fptosi``' instruction converts its :ref:`floating
5973 point <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
5974 signed integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the results
5975 are undefined.
5976
5977 Example:
5978 """"""""
5979
5980 .. code-block:: llvm
5981
5982       %X = fptosi double -123.0 to i32      ; yields i32:-123
5983       %Y = fptosi float 1.0E-247 to i1      ; yields undefined:1
5984       %Z = fptosi float 1.04E+17 to i8      ; yields undefined:1
5985
5986 '``uitofp .. to``' Instruction
5987 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5988
5989 Syntax:
5990 """""""
5991
5992 ::
5993
5994       <result> = uitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
5995
5996 Overview:
5997 """""""""
5998
5999 The '``uitofp``' instruction regards ``value`` as an unsigned integer
6000 and converts that value to the ``ty2`` type.
6001
6002 Arguments:
6003 """"""""""
6004
6005 The '``uitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
6006 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
6007 ``ty2``, which must be an :ref:`floating point <t_floating>` type. If
6008 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating point
6009 type with the same number of elements as ``ty``
6010
6011 Semantics:
6012 """"""""""
6013
6014 The '``uitofp``' instruction interprets its operand as an unsigned
6015 integer quantity and converts it to the corresponding floating point
6016 value. If the value cannot fit in the floating point value, the results
6017 are undefined.
6018
6019 Example:
6020 """"""""
6021
6022 .. code-block:: llvm
6023
6024       %X = uitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
6025       %Y = uitofp i8 -1 to double          ; yields double:255.0
6026
6027 '``sitofp .. to``' Instruction
6028 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6029
6030 Syntax:
6031 """""""
6032
6033 ::
6034
6035       <result> = sitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6036
6037 Overview:
6038 """""""""
6039
6040 The '``sitofp``' instruction regards ``value`` as a signed integer and
6041 converts that value to the ``ty2`` type.
6042
6043 Arguments:
6044 """"""""""
6045
6046 The '``sitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
6047 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
6048 ``ty2``, which must be an :ref:`floating point <t_floating>` type. If
6049 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating point
6050 type with the same number of elements as ``ty``
6051
6052 Semantics:
6053 """"""""""
6054
6055 The '``sitofp``' instruction interprets its operand as a signed integer
6056 quantity and converts it to the corresponding floating point value. If
6057 the value cannot fit in the floating point value, the results are
6058 undefined.
6059
6060 Example:
6061 """"""""
6062
6063 .. code-block:: llvm
6064
6065       %X = sitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
6066       %Y = sitofp i8 -1 to double          ; yields double:-1.0
6067
6068 .. _i_ptrtoint:
6069
6070 '``ptrtoint .. to``' Instruction
6071 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6072
6073 Syntax:
6074 """""""
6075
6076 ::
6077
6078       <result> = ptrtoint <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6079
6080 Overview:
6081 """""""""
6082
6083 The '``ptrtoint``' instruction converts the pointer or a vector of
6084 pointers ``value`` to the integer (or vector of integers) type ``ty2``.
6085
6086 Arguments:
6087 """"""""""
6088
6089 The '``ptrtoint``' instruction takes a ``value`` to cast, which must be
6090 a a value of type :ref:`pointer <t_pointer>` or a vector of pointers, and a
6091 type to cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` or
6092 a vector of integers type.
6093
6094 Semantics:
6095 """"""""""
6096
6097 The '``ptrtoint``' instruction converts ``value`` to integer type
6098 ``ty2`` by interpreting the pointer value as an integer and either
6099 truncating or zero extending that value to the size of the integer type.
6100 If ``value`` is smaller than ``ty2`` then a zero extension is done. If
6101 ``value`` is larger than ``ty2`` then a truncation is done. If they are
6102 the same size, then nothing is done (*no-op cast*) other than a type
6103 change.
6104
6105 Example:
6106 """"""""
6107
6108 .. code-block:: llvm
6109
6110       %X = ptrtoint i32* %P to i8                         ; yields truncation on 32-bit architecture
6111       %Y = ptrtoint i32* %P to i64                        ; yields zero extension on 32-bit architecture
6112       %Z = ptrtoint <4 x i32*> %P to <4 x i64>; yields vector zero extension for a vector of addresses on 32-bit architecture
6113
6114 .. _i_inttoptr:
6115
6116 '``inttoptr .. to``' Instruction
6117 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6118
6119 Syntax:
6120 """""""
6121
6122 ::
6123
6124       <result> = inttoptr <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6125
6126 Overview:
6127 """""""""
6128
6129 The '``inttoptr``' instruction converts an integer ``value`` to a
6130 pointer type, ``ty2``.
6131
6132 Arguments:
6133 """"""""""
6134
6135 The '``inttoptr``' instruction takes an :ref:`integer <t_integer>` value to
6136 cast, and a type to cast it to, which must be a :ref:`pointer <t_pointer>`
6137 type.
6138
6139 Semantics:
6140 """"""""""
6141
6142 The '``inttoptr``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` by
6143 applying either a zero extension or a truncation depending on the size
6144 of the integer ``value``. If ``value`` is larger than the size of a
6145 pointer then a truncation is done. If ``value`` is smaller than the size
6146 of a pointer then a zero extension is done. If they are the same size,
6147 nothing is done (*no-op cast*).
6148
6149 Example:
6150 """"""""
6151
6152 .. code-block:: llvm
6153
6154       %X = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields zero extension on 64-bit architecture
6155       %Y = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields no-op on 32-bit architecture
6156       %Z = inttoptr i64 0 to i32*            ; yields truncation on 32-bit architecture
6157       %Z = inttoptr <4 x i32> %G to <4 x i8*>; yields truncation of vector G to four pointers
6158
6159 .. _i_bitcast:
6160
6161 '``bitcast .. to``' Instruction
6162 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6163
6164 Syntax:
6165 """""""
6166
6167 ::
6168
6169       <result> = bitcast <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
6170
6171 Overview:
6172 """""""""
6173
6174 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` without
6175 changing any bits.
6176
6177 Arguments:
6178 """"""""""
6179
6180 The '``bitcast``' instruction takes a value to cast, which must be a
6181 non-aggregate first class value, and a type to cast it to, which must
6182 also be a non-aggregate :ref:`first class <t_firstclass>` type. The
6183 bit sizes of ``value`` and the destination type, ``ty2``, must be
6184 identical.  If the source type is a pointer, the destination type must
6185 also be a pointer of the same size. This instruction supports bitwise
6186 conversion of vectors to integers and to vectors of other types (as
6187 long as they have the same size).
6188
6189 Semantics:
6190 """"""""""
6191
6192 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2``. It
6193 is always a *no-op cast* because no bits change with this
6194 conversion. The conversion is done as if the ``value`` had been stored
6195 to memory and read back as type ``ty2``. Pointer (or vector of
6196 pointers) types may only be converted to other pointer (or vector of
6197 pointers) types with the same address space through this instruction.
6198 To convert pointers to other types, use the :ref:`inttoptr <i_inttoptr>`
6199 or :ref:`ptrtoint <i_ptrtoint>` instructions first.
6200
6201 Example:
6202 """"""""
6203
6204 .. code-block:: llvm
6205
6206       %X = bitcast i8 255 to i8              ; yields i8 :-1
6207       %Y = bitcast i32* %x to sint*          ; yields sint*:%x
6208       %Z = bitcast <2 x int> %V to i64;        ; yields i64: %V
6209       %Z = bitcast <2 x i32*> %V to <2 x i64*> ; yields <2 x i64*>
6210
6211 .. _i_addrspacecast:
6212
6213 '``addrspacecast .. to``' Instruction
6214 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6215
6216 Syntax:
6217 """""""
6218
6219 ::
6220
6221       <result> = addrspacecast <pty> <ptrval> to <pty2>       ; yields pty2
6222
6223 Overview:
6224 """""""""
6225
6226 The '``addrspacecast``' instruction converts ``ptrval`` from ``pty`` in
6227 address space ``n`` to type ``pty2`` in address space ``m``.
6228
6229 Arguments:
6230 """"""""""
6231
6232 The '``addrspacecast``' instruction takes a pointer or vector of pointer value
6233 to cast and a pointer type to cast it to, which must have a different
6234 address space.
6235
6236 Semantics:
6237 """"""""""
6238
6239 The '``addrspacecast``' instruction converts the pointer value
6240 ``ptrval`` to type ``pty2``. It can be a *no-op cast* or a complex
6241 value modification, depending on the target and the address space
6242 pair. Pointer conversions within the same address space must be
6243 performed with the ``bitcast`` instruction. Note that if the address space
6244 conversion is legal then both result and operand refer to the same memory
6245 location.
6246
6247 Example:
6248 """"""""
6249
6250 .. code-block:: llvm
6251
6252       %X = addrspacecast i32* %x to i32 addrspace(1)*    ; yields i32 addrspace(1)*:%x
6253       %Y = addrspacecast i32 addrspace(1)* %y to i64 addrspace(2)*    ; yields i64 addrspace(2)*:%y
6254       %Z = addrspacecast <4 x i32*> %z to <4 x float addrspace(3)*>   ; yields <4 x float addrspace(3)*>:%z
6255
6256 .. _otherops:
6257
6258 Other Operations
6259 ----------------
6260
6261 The instructions in this category are the "miscellaneous" instructions,
6262 which defy better classification.
6263
6264 .. _i_icmp:
6265
6266 '``icmp``' Instruction
6267 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6268
6269 Syntax:
6270 """""""
6271
6272 ::
6273
6274       <result> = icmp <cond> <ty> <op1>, <op2>   ; yields i1 or <N x i1>:result
6275
6276 Overview:
6277 """""""""
6278
6279 The '``icmp``' instruction returns a boolean value or a vector of
6280 boolean values based on comparison of its two integer, integer vector,
6281 pointer, or pointer vector operands.
6282
6283 Arguments:
6284 """"""""""
6285
6286 The '``icmp``' instruction takes three operands. The first operand is
6287 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
6288 not a value, just a keyword. The possible condition code are:
6289
6290 #. ``eq``: equal
6291 #. ``ne``: not equal
6292 #. ``ugt``: unsigned greater than
6293 #. ``uge``: unsigned greater or equal
6294 #. ``ult``: unsigned less than
6295 #. ``ule``: unsigned less or equal
6296 #. ``sgt``: signed greater than
6297 #. ``sge``: signed greater or equal
6298 #. ``slt``: signed less than
6299 #. ``sle``: signed less or equal
6300
6301 The remaining two arguments must be :ref:`integer <t_integer>` or
6302 :ref:`pointer <t_pointer>` or integer :ref:`vector <t_vector>` typed. They
6303 must also be identical types.
6304
6305 Semantics:
6306 """"""""""
6307
6308 The '``icmp``' compares ``op1`` and ``op2`` according to the condition
6309 code given as ``cond``. The comparison performed always yields either an
6310 :ref:`i1 <t_integer>` or vector of ``i1`` result, as follows:
6311
6312 #. ``eq``: yields ``true`` if the operands are equal, ``false``
6313    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
6314 #. ``ne``: yields ``true`` if the operands are unequal, ``false``
6315    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
6316 #. ``ugt``: interprets the operands as unsigned values and yields
6317    ``true`` if ``op1`` is greater than ``op2``.
6318 #. ``uge``: interprets the operands as unsigned values and yields
6319    ``true`` if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
6320 #. ``ult``: interprets the operands as unsigned values and yields
6321    ``true`` if ``op1`` is less than ``op2``.
6322 #. ``ule``: interprets the operands as unsigned values and yields
6323    ``true`` if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
6324 #. ``sgt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
6325    if ``op1`` is greater than ``op2``.
6326 #. ``sge``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
6327    if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
6328 #. ``slt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
6329    if ``op1`` is less than ``op2``.
6330 #. ``sle``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
6331    if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
6332
6333 If the operands are :ref:`pointer <t_pointer>` typed, the pointer values
6334 are compared as if they were integers.
6335
6336 If the operands are integer vectors, then they are compared element by
6337 element. The result is an ``i1`` vector with the same number of elements
6338 as the values being compared. Otherwise, the result is an ``i1``.
6339
6340 Example:
6341 """"""""
6342
6343 .. code-block:: llvm
6344
6345       <result> = icmp eq i32 4, 5          ; yields: result=false
6346       <result> = icmp ne float* %X, %X     ; yields: result=false
6347       <result> = icmp ult i16  4, 5        ; yields: result=true
6348       <result> = icmp sgt i16  4, 5        ; yields: result=false
6349       <result> = icmp ule i16 -4, 5        ; yields: result=false
6350       <result> = icmp sge i16  4, 5        ; yields: result=false
6351
6352 Note that the code generator does not yet support vector types with the
6353 ``icmp`` instruction.
6354
6355 .. _i_fcmp:
6356
6357 '``fcmp``' Instruction
6358 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6359
6360 Syntax:
6361 """""""
6362
6363 ::
6364
6365       <result> = fcmp <cond> <ty> <op1>, <op2>     ; yields i1 or <N x i1>:result
6366
6367 Overview:
6368 """""""""
6369
6370 The '``fcmp``' instruction returns a boolean value or vector of boolean
6371 values based on comparison of its operands.
6372
6373 If the operands are floating point scalars, then the result type is a
6374 boolean (:ref:`i1 <t_integer>`).
6375
6376 If the operands are floating point vectors, then the result type is a
6377 vector of boolean with the same number of elements as the operands being
6378 compared.
6379
6380 Arguments:
6381 """"""""""
6382
6383 The '``fcmp``' instruction takes three operands. The first operand is
6384 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
6385 not a value, just a keyword. The possible condition code are:
6386
6387 #. ``false``: no comparison, always returns false
6388 #. ``oeq``: ordered and equal
6389 #. ``ogt``: ordered and greater than
6390 #. ``oge``: ordered and greater than or equal
6391 #. ``olt``: ordered and less than
6392 #. ``ole``: ordered and less than or equal
6393 #. ``one``: ordered and not equal
6394 #. ``ord``: ordered (no nans)
6395 #. ``ueq``: unordered or equal
6396 #. ``ugt``: unordered or greater than
6397 #. ``uge``: unordered or greater than or equal
6398 #. ``ult``: unordered or less than
6399 #. ``ule``: unordered or less than or equal
6400 #. ``une``: unordered or not equal
6401 #. ``uno``: unordered (either nans)
6402 #. ``true``: no comparison, always returns true
6403
6404 *Ordered* means that neither operand is a QNAN while *unordered* means
6405 that either operand may be a QNAN.
6406
6407 Each of ``val1`` and ``val2`` arguments must be either a :ref:`floating
6408 point <t_floating>` type or a :ref:`vector <t_vector>` of floating point
6409 type. They must have identical types.
6410
6411 Semantics:
6412 """"""""""
6413
6414 The '``fcmp``' instruction compares ``op1`` and ``op2`` according to the
6415 condition code given as ``cond``. If the operands are vectors, then the
6416 vectors are compared element by element. Each comparison performed
6417 always yields an :ref:`i1 <t_integer>` result, as follows:
6418
6419 #. ``false``: always yields ``false``, regardless of operands.
6420 #. ``oeq``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6421    is equal to ``op2``.
6422 #. ``ogt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6423    is greater than ``op2``.
6424 #. ``oge``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6425    is greater than or equal to ``op2``.
6426 #. ``olt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6427    is less than ``op2``.
6428 #. ``ole``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6429    is less than or equal to ``op2``.
6430 #. ``one``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
6431    is not equal to ``op2``.
6432 #. ``ord``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN.
6433 #. ``ueq``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6434    equal to ``op2``.
6435 #. ``ugt``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6436    greater than ``op2``.
6437 #. ``uge``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6438    greater than or equal to ``op2``.
6439 #. ``ult``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6440    less than ``op2``.
6441 #. ``ule``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6442    less than or equal to ``op2``.
6443 #. ``une``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
6444    not equal to ``op2``.
6445 #. ``uno``: yields ``true`` if either operand is a QNAN.
6446 #. ``true``: always yields ``true``, regardless of operands.
6447
6448 Example:
6449 """"""""
6450
6451 .. code-block:: llvm
6452
6453       <result> = fcmp oeq float 4.0, 5.0    ; yields: result=false
6454       <result> = fcmp one float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
6455       <result> = fcmp olt float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
6456       <result> = fcmp ueq double 1.0, 2.0   ; yields: result=false
6457
6458 Note that the code generator does not yet support vector types with the
6459 ``fcmp`` instruction.
6460
6461 .. _i_phi:
6462
6463 '``phi``' Instruction
6464 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6465
6466 Syntax:
6467 """""""
6468
6469 ::
6470
6471       <result> = phi <ty> [ <val0>, <label0>], ...
6472
6473 Overview:
6474 """""""""
6475
6476 The '``phi``' instruction is used to implement the Ï† node in the SSA
6477 graph representing the function.
6478
6479 Arguments:
6480 """"""""""
6481
6482 The type of the incoming values is specified with the first type field.
6483 After this, the '``phi``' instruction takes a list of pairs as
6484 arguments, with one pair for each predecessor basic block of the current
6485 block. Only values of :ref:`first class <t_firstclass>` type may be used as
6486 the value arguments to the PHI node. Only labels may be used as the
6487 label arguments.
6488
6489 There must be no non-phi instructions between the start of a basic block
6490 and the PHI instructions: i.e. PHI instructions must be first in a basic
6491 block.
6492
6493 For the purposes of the SSA form, the use of each incoming value is
6494 deemed to occur on the edge from the corresponding predecessor block to
6495 the current block (but after any definition of an '``invoke``'
6496 instruction's return value on the same edge).
6497
6498 Semantics:
6499 """"""""""
6500
6501 At runtime, the '``phi``' instruction logically takes on the value
6502 specified by the pair corresponding to the predecessor basic block that
6503 executed just prior to the current block.
6504
6505 Example:
6506 """"""""
6507
6508 .. code-block:: llvm
6509
6510     Loop:       ; Infinite loop that counts from 0 on up...
6511       %indvar = phi i32 [ 0, %LoopHeader ], [ %nextindvar, %Loop ]
6512       %nextindvar = add i32 %indvar, 1
6513       br label %Loop
6514
6515 .. _i_select:
6516
6517 '``select``' Instruction
6518 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6519
6520 Syntax:
6521 """""""
6522
6523 ::
6524
6525       <result> = select selty <cond>, <ty> <val1>, <ty> <val2>             ; yields ty
6526
6527       selty is either i1 or {<N x i1>}
6528
6529 Overview:
6530 """""""""
6531
6532 The '``select``' instruction is used to choose one value based on a
6533 condition, without IR-level branching.
6534
6535 Arguments:
6536 """"""""""
6537
6538 The '``select``' instruction requires an 'i1' value or a vector of 'i1'
6539 values indicating the condition, and two values of the same :ref:`first
6540 class <t_firstclass>` type. If the val1/val2 are vectors and the
6541 condition is a scalar, then entire vectors are selected, not individual
6542 elements.
6543
6544 Semantics:
6545 """"""""""
6546
6547 If the condition is an i1 and it evaluates to 1, the instruction returns
6548 the first value argument; otherwise, it returns the second value
6549 argument.
6550
6551 If the condition is a vector of i1, then the value arguments must be
6552 vectors of the same size, and the selection is done element by element.
6553
6554 Example:
6555 """"""""
6556
6557 .. code-block:: llvm
6558
6559       %X = select i1 true, i8 17, i8 42          ; yields i8:17
6560
6561 .. _i_call:
6562
6563 '``call``' Instruction
6564 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6565
6566 Syntax:
6567 """""""
6568
6569 ::
6570
6571       <result> = [tail | musttail] call [cconv] [ret attrs] <ty> [<fnty>*] <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
6572
6573 Overview:
6574 """""""""
6575
6576 The '``call``' instruction represents a simple function call.
6577
6578 Arguments:
6579 """"""""""
6580
6581 This instruction requires several arguments:
6582
6583 #. The optional ``tail`` and ``musttail`` markers indicate that the optimizers
6584    should perform tail call optimization.  The ``tail`` marker is a hint that
6585    `can be ignored <CodeGenerator.html#sibcallopt>`_.  The ``musttail`` marker
6586    means that the call must be tail call optimized in order for the program to
6587    be correct.  The ``musttail`` marker provides these guarantees:
6588
6589    #. The call will not cause unbounded stack growth if it is part of a
6590       recursive cycle in the call graph.
6591    #. Arguments with the :ref:`inalloca <attr_inalloca>` attribute are
6592       forwarded in place.
6593
6594    Both markers imply that the callee does not access allocas or varargs from
6595    the caller.  Calls marked ``musttail`` must obey the following additional
6596    rules:
6597
6598    - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction,
6599      or a pointer bitcast followed by a ret instruction.
6600    - The ret instruction must return the (possibly bitcasted) value
6601      produced by the call or void.
6602    - The caller and callee prototypes must match.  Pointer types of
6603      parameters or return types may differ in pointee type, but not
6604      in address space.
6605    - The calling conventions of the caller and callee must match.
6606    - All ABI-impacting function attributes, such as sret, byval, inreg,
6607      returned, and inalloca, must match.
6608    - The callee must be varargs iff the caller is varargs. Bitcasting a
6609      non-varargs function to the appropriate varargs type is legal so
6610      long as the non-varargs prefixes obey the other rules.
6611
6612    Tail call optimization for calls marked ``tail`` is guaranteed to occur if
6613    the following conditions are met:
6614
6615    -  Caller and callee both have the calling convention ``fastcc``.
6616    -  The call is in tail position (ret immediately follows call and ret
6617       uses value of call or is void).
6618    -  Option ``-tailcallopt`` is enabled, or
6619       ``llvm::GuaranteedTailCallOpt`` is ``true``.
6620    -  `Platform-specific constraints are
6621       met. <CodeGenerator.html#tailcallopt>`_
6622
6623 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
6624    convention <callingconv>` the call should use. If none is
6625    specified, the call defaults to using C calling conventions. The
6626    calling convention of the call must match the calling convention of
6627    the target function, or else the behavior is undefined.
6628 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
6629    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
6630    are valid here.
6631 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
6632    type of the return value. Functions that return no value are marked
6633    ``void``.
6634 #. '``fnty``': shall be the signature of the pointer to function value
6635    being invoked. The argument types must match the types implied by
6636    this signature. This type can be omitted if the function is not
6637    varargs and if the function type does not return a pointer to a
6638    function.
6639 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
6640    be invoked. In most cases, this is a direct function invocation, but
6641    indirect ``call``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
6642    to function value.
6643 #. '``function args``': argument list whose types match the function
6644    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
6645    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
6646    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
6647    extra arguments can be specified.
6648 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list. Only
6649    '``noreturn``', '``nounwind``', '``readonly``' and '``readnone``'
6650    attributes are valid here.
6651
6652 Semantics:
6653 """"""""""
6654
6655 The '``call``' instruction is used to cause control flow to transfer to
6656 a specified function, with its incoming arguments bound to the specified
6657 values. Upon a '``ret``' instruction in the called function, control
6658 flow continues with the instruction after the function call, and the
6659 return value of the function is bound to the result argument.
6660
6661 Example:
6662 """"""""
6663
6664 .. code-block:: llvm
6665
6666       %retval = call i32 @test(i32 %argc)
6667       call i32 (i8*, ...)* @printf(i8* %msg, i32 12, i8 42)        ; yields i32
6668       %X = tail call i32 @foo()                                    ; yields i32
6669       %Y = tail call fastcc i32 @foo()  ; yields i32
6670       call void %foo(i8 97 signext)
6671
6672       %struct.A = type { i32, i8 }
6673       %r = call %struct.A @foo()                        ; yields { i32, i8 }
6674       %gr = extractvalue %struct.A %r, 0                ; yields i32
6675       %gr1 = extractvalue %struct.A %r, 1               ; yields i8
6676       %Z = call void @foo() noreturn                    ; indicates that %foo never returns normally
6677       %ZZ = call zeroext i32 @bar()                     ; Return value is %zero extended
6678
6679 llvm treats calls to some functions with names and arguments that match
6680 the standard C99 library as being the C99 library functions, and may
6681 perform optimizations or generate code for them under that assumption.
6682 This is something we'd like to change in the future to provide better
6683 support for freestanding environments and non-C-based languages.
6684
6685 .. _i_va_arg:
6686
6687 '``va_arg``' Instruction
6688 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6689
6690 Syntax:
6691 """""""
6692
6693 ::
6694
6695       <resultval> = va_arg <va_list*> <arglist>, <argty>
6696
6697 Overview:
6698 """""""""
6699
6700 The '``va_arg``' instruction is used to access arguments passed through
6701 the "variable argument" area of a function call. It is used to implement
6702 the ``va_arg`` macro in C.
6703
6704 Arguments:
6705 """"""""""
6706
6707 This instruction takes a ``va_list*`` value and the type of the
6708 argument. It returns a value of the specified argument type and
6709 increments the ``va_list`` to point to the next argument. The actual
6710 type of ``va_list`` is target specific.
6711
6712 Semantics:
6713 """"""""""
6714
6715 The '``va_arg``' instruction loads an argument of the specified type
6716 from the specified ``va_list`` and causes the ``va_list`` to point to
6717 the next argument. For more information, see the variable argument
6718 handling :ref:`Intrinsic Functions <int_varargs>`.
6719
6720 It is legal for this instruction to be called in a function which does
6721 not take a variable number of arguments, for example, the ``vfprintf``
6722 function.
6723
6724 ``va_arg`` is an LLVM instruction instead of an :ref:`intrinsic
6725 function <intrinsics>` because it takes a type as an argument.
6726
6727 Example:
6728 """"""""
6729
6730 See the :ref:`variable argument processing <int_varargs>` section.
6731
6732 Note that the code generator does not yet fully support va\_arg on many
6733 targets. Also, it does not currently support va\_arg with aggregate
6734 types on any target.
6735
6736 .. _i_landingpad:
6737
6738 '``landingpad``' Instruction
6739 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6740
6741 Syntax:
6742 """""""
6743
6744 ::
6745
6746       <resultval> = landingpad <resultty> personality <type> <pers_fn> <clause>+
6747       <resultval> = landingpad <resultty> personality <type> <pers_fn> cleanup <clause>*
6748
6749       <clause> := catch <type> <value>
6750       <clause> := filter <array constant type> <array constant>
6751
6752 Overview:
6753 """""""""
6754
6755 The '``landingpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
6756 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
6757 is a landing pad --- one where the exception lands, and corresponds to the
6758 code found in the ``catch`` portion of a ``try``/``catch`` sequence. It
6759 defines values supplied by the personality function (``pers_fn``) upon
6760 re-entry to the function. The ``resultval`` has the type ``resultty``.
6761
6762 Arguments:
6763 """"""""""
6764
6765 This instruction takes a ``pers_fn`` value. This is the personality
6766 function associated with the unwinding mechanism. The optional
6767 ``cleanup`` flag indicates that the landing pad block is a cleanup.
6768
6769 A ``clause`` begins with the clause type --- ``catch`` or ``filter`` --- and
6770 contains the global variable representing the "type" that may be caught
6771 or filtered respectively. Unlike the ``catch`` clause, the ``filter``
6772 clause takes an array constant as its argument. Use
6773 "``[0 x i8**] undef``" for a filter which cannot throw. The
6774 '``landingpad``' instruction must contain *at least* one ``clause`` or
6775 the ``cleanup`` flag.
6776
6777 Semantics:
6778 """"""""""
6779
6780 The '``landingpad``' instruction defines the values which are set by the
6781 personality function (``pers_fn``) upon re-entry to the function, and
6782 therefore the "result type" of the ``landingpad`` instruction. As with
6783 calling conventions, how the personality function results are
6784 represented in LLVM IR is target specific.
6785
6786 The clauses are applied in order from top to bottom. If two
6787 ``landingpad`` instructions are merged together through inlining, the
6788 clauses from the calling function are appended to the list of clauses.
6789 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
6790 the exception is compared against each ``clause`` in turn. If it doesn't
6791 match any of the clauses, and the ``cleanup`` flag is not set, then
6792 unwinding continues further up the call stack.
6793
6794 The ``landingpad`` instruction has several restrictions:
6795
6796 -  A landing pad block is a basic block which is the unwind destination
6797    of an '``invoke``' instruction.
6798 -  A landing pad block must have a '``landingpad``' instruction as its
6799    first non-PHI instruction.
6800 -  There can be only one '``landingpad``' instruction within the landing
6801    pad block.
6802 -  A basic block that is not a landing pad block may not include a
6803    '``landingpad``' instruction.
6804 -  All '``landingpad``' instructions in a function must have the same
6805    personality function.
6806
6807 Example:
6808 """"""""
6809
6810 .. code-block:: llvm
6811
6812       ;; A landing pad which can catch an integer.
6813       %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
6814                catch i8** @_ZTIi
6815       ;; A landing pad that is a cleanup.
6816       %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
6817                cleanup
6818       ;; A landing pad which can catch an integer and can only throw a double.
6819       %res = landingpad { i8*, i32 } personality i32 (...)* @__gxx_personality_v0
6820                catch i8** @_ZTIi
6821                filter [1 x i8**] [@_ZTId]
6822
6823 .. _intrinsics:
6824
6825 Intrinsic Functions
6826 ===================
6827
6828 LLVM supports the notion of an "intrinsic function". These functions
6829 have well known names and semantics and are required to follow certain
6830 restrictions. Overall, these intrinsics represent an extension mechanism
6831 for the LLVM language that does not require changing all of the
6832 transformations in LLVM when adding to the language (or the bitcode
6833 reader/writer, the parser, etc...).
6834
6835 Intrinsic function names must all start with an "``llvm.``" prefix. This
6836 prefix is reserved in LLVM for intrinsic names; thus, function names may
6837 not begin with this prefix. Intrinsic functions must always be external
6838 functions: you cannot define the body of intrinsic functions. Intrinsic
6839 functions may only be used in call or invoke instructions: it is illegal
6840 to take the address of an intrinsic function. Additionally, because
6841 intrinsic functions are part of the LLVM language, it is required if any
6842 are added that they be documented here.
6843
6844 Some intrinsic functions can be overloaded, i.e., the intrinsic
6845 represents a family of functions that perform the same operation but on
6846 different data types. Because LLVM can represent over 8 million
6847 different integer types, overloading is used commonly to allow an
6848 intrinsic function to operate on any integer type. One or more of the
6849 argument types or the result type can be overloaded to accept any
6850 integer type. Argument types may also be defined as exactly matching a
6851 previous argument's type or the result type. This allows an intrinsic
6852 function which accepts multiple arguments, but needs all of them to be
6853 of the same type, to only be overloaded with respect to a single
6854 argument or the result.
6855
6856 Overloaded intrinsics will have the names of its overloaded argument
6857 types encoded into its function name, each preceded by a period. Only
6858 those types which are overloaded result in a name suffix. Arguments
6859 whose type is matched against another type do not. For example, the
6860 ``llvm.ctpop`` function can take an integer of any width and returns an
6861 integer of exactly the same integer width. This leads to a family of
6862 functions such as ``i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %val)`` and
6863 ``i29 @llvm.ctpop.i29(i29 %val)``. Only one type, the return type, is
6864 overloaded, and only one type suffix is required. Because the argument's
6865 type is matched against the return type, it does not require its own
6866 name suffix.
6867
6868 To learn how to add an intrinsic function, please see the `Extending
6869 LLVM Guide <ExtendingLLVM.html>`_.
6870
6871 .. _int_varargs:
6872
6873 Variable Argument Handling Intrinsics
6874 -------------------------------------
6875
6876 Variable argument support is defined in LLVM with the
6877 :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and these three intrinsic
6878 functions. These functions are related to the similarly named macros
6879 defined in the ``<stdarg.h>`` header file.
6880
6881 All of these functions operate on arguments that use a target-specific
6882 value type "``va_list``". The LLVM assembly language reference manual
6883 does not define what this type is, so all transformations should be
6884 prepared to handle these functions regardless of the type used.
6885
6886 This example shows how the :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and the
6887 variable argument handling intrinsic functions are used.
6888
6889 .. code-block:: llvm
6890
6891     ; This struct is different for every platform. For most platforms,
6892     ; it is merely an i8*.
6893     %struct.va_list = type { i8* }
6894
6895     ; For Unix x86_64 platforms, va_list is the following struct:
6896     ; %struct.va_list = type { i32, i32, i8*, i8* }
6897
6898     define i32 @test(i32 %X, ...) {
6899       ; Initialize variable argument processing
6900       %ap = alloca %struct.va_list
6901       %ap2 = bitcast %struct.va_list* %ap to i8*
6902       call void @llvm.va_start(i8* %ap2)
6903
6904       ; Read a single integer argument
6905       %tmp = va_arg i8* %ap2, i32
6906
6907       ; Demonstrate usage of llvm.va_copy and llvm.va_end
6908       %aq = alloca i8*
6909       %aq2 = bitcast i8** %aq to i8*
6910       call void @llvm.va_copy(i8* %aq2, i8* %ap2)
6911       call void @llvm.va_end(i8* %aq2)
6912
6913       ; Stop processing of arguments.
6914       call void @llvm.va_end(i8* %ap2)
6915       ret i32 %tmp
6916     }
6917
6918     declare void @llvm.va_start(i8*)
6919     declare void @llvm.va_copy(i8*, i8*)
6920     declare void @llvm.va_end(i8*)
6921
6922 .. _int_va_start:
6923
6924 '``llvm.va_start``' Intrinsic
6925 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6926
6927 Syntax:
6928 """""""
6929
6930 ::
6931
6932       declare void @llvm.va_start(i8* <arglist>)
6933
6934 Overview:
6935 """""""""
6936
6937 The '``llvm.va_start``' intrinsic initializes ``*<arglist>`` for
6938 subsequent use by ``va_arg``.
6939
6940 Arguments:
6941 """"""""""
6942
6943 The argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
6944
6945 Semantics:
6946 """"""""""
6947
6948 The '``llvm.va_start``' intrinsic works just like the ``va_start`` macro
6949 available in C. In a target-dependent way, it initializes the
6950 ``va_list`` element to which the argument points, so that the next call
6951 to ``va_arg`` will produce the first variable argument passed to the
6952 function. Unlike the C ``va_start`` macro, this intrinsic does not need
6953 to know the last argument of the function as the compiler can figure
6954 that out.
6955
6956 '``llvm.va_end``' Intrinsic
6957 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6958
6959 Syntax:
6960 """""""
6961
6962 ::
6963
6964       declare void @llvm.va_end(i8* <arglist>)
6965
6966 Overview:
6967 """""""""
6968
6969 The '``llvm.va_end``' intrinsic destroys ``*<arglist>``, which has been
6970 initialized previously with ``llvm.va_start`` or ``llvm.va_copy``.
6971
6972 Arguments:
6973 """"""""""
6974
6975 The argument is a pointer to a ``va_list`` to destroy.
6976
6977 Semantics:
6978 """"""""""
6979
6980 The '``llvm.va_end``' intrinsic works just like the ``va_end`` macro
6981 available in C. In a target-dependent way, it destroys the ``va_list``
6982 element to which the argument points. Calls to
6983 :ref:`llvm.va_start <int_va_start>` and
6984 :ref:`llvm.va_copy <int_va_copy>` must be matched exactly with calls to
6985 ``llvm.va_end``.
6986
6987 .. _int_va_copy:
6988
6989 '``llvm.va_copy``' Intrinsic
6990 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6991
6992 Syntax:
6993 """""""
6994
6995 ::
6996
6997       declare void @llvm.va_copy(i8* <destarglist>, i8* <srcarglist>)
6998
6999 Overview:
7000 """""""""
7001
7002 The '``llvm.va_copy``' intrinsic copies the current argument position
7003 from the source argument list to the destination argument list.
7004
7005 Arguments:
7006 """"""""""
7007
7008 The first argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
7009 The second argument is a pointer to a ``va_list`` element to copy from.
7010
7011 Semantics:
7012 """"""""""
7013
7014 The '``llvm.va_copy``' intrinsic works just like the ``va_copy`` macro
7015 available in C. In a target-dependent way, it copies the source
7016 ``va_list`` element into the destination ``va_list`` element. This
7017 intrinsic is necessary because the `` llvm.va_start`` intrinsic may be
7018 arbitrarily complex and require, for example, memory allocation.
7019
7020 Accurate Garbage Collection Intrinsics
7021 --------------------------------------
7022
7023 LLVM support for `Accurate Garbage Collection <GarbageCollection.html>`_
7024 (GC) requires the implementation and generation of these intrinsics.
7025 These intrinsics allow identification of :ref:`GC roots on the
7026 stack <int_gcroot>`, as well as garbage collector implementations that
7027 require :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers.
7028 Front-ends for type-safe garbage collected languages should generate
7029 these intrinsics to make use of the LLVM garbage collectors. For more
7030 details, see `Accurate Garbage Collection with
7031 LLVM <GarbageCollection.html>`_.
7032
7033 The garbage collection intrinsics only operate on objects in the generic
7034 address space (address space zero).
7035
7036 .. _int_gcroot:
7037
7038 '``llvm.gcroot``' Intrinsic
7039 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7040
7041 Syntax:
7042 """""""
7043
7044 ::
7045
7046       declare void @llvm.gcroot(i8** %ptrloc, i8* %metadata)
7047
7048 Overview:
7049 """""""""
7050
7051 The '``llvm.gcroot``' intrinsic declares the existence of a GC root to
7052 the code generator, and allows some metadata to be associated with it.
7053
7054 Arguments:
7055 """"""""""
7056
7057 The first argument specifies the address of a stack object that contains
7058 the root pointer. The second pointer (which must be either a constant or
7059 a global value address) contains the meta-data to be associated with the
7060 root.
7061
7062 Semantics:
7063 """"""""""
7064
7065 At runtime, a call to this intrinsic stores a null pointer into the
7066 "ptrloc" location. At compile-time, the code generator generates
7067 information to allow the runtime to find the pointer at GC safe points.
7068 The '``llvm.gcroot``' intrinsic may only be used in a function which
7069 :ref:`specifies a GC algorithm <gc>`.
7070
7071 .. _int_gcread:
7072
7073 '``llvm.gcread``' Intrinsic
7074 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7075
7076 Syntax:
7077 """""""
7078
7079 ::
7080
7081       declare i8* @llvm.gcread(i8* %ObjPtr, i8** %Ptr)
7082
7083 Overview:
7084 """""""""
7085
7086 The '``llvm.gcread``' intrinsic identifies reads of references from heap
7087 locations, allowing garbage collector implementations that require read
7088 barriers.
7089
7090 Arguments:
7091 """"""""""
7092
7093 The second argument is the address to read from, which should be an
7094 address allocated from the garbage collector. The first object is a
7095 pointer to the start of the referenced object, if needed by the language
7096 runtime (otherwise null).
7097
7098 Semantics:
7099 """"""""""
7100
7101 The '``llvm.gcread``' intrinsic has the same semantics as a load
7102 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
7103 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcread``'
7104 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
7105 algorithm <gc>`.
7106
7107 .. _int_gcwrite:
7108
7109 '``llvm.gcwrite``' Intrinsic
7110 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7111
7112 Syntax:
7113 """""""
7114
7115 ::
7116
7117       declare void @llvm.gcwrite(i8* %P1, i8* %Obj, i8** %P2)
7118
7119 Overview:
7120 """""""""
7121
7122 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic identifies writes of references to heap
7123 locations, allowing garbage collector implementations that require write
7124 barriers (such as generational or reference counting collectors).
7125
7126 Arguments:
7127 """"""""""
7128
7129 The first argument is the reference to store, the second is the start of
7130 the object to store it to, and the third is the address of the field of
7131 Obj to store to. If the runtime does not require a pointer to the
7132 object, Obj may be null.
7133
7134 Semantics:
7135 """"""""""
7136
7137 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic has the same semantics as a store
7138 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
7139 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcwrite``'
7140 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
7141 algorithm <gc>`.
7142
7143 Code Generator Intrinsics
7144 -------------------------
7145
7146 These intrinsics are provided by LLVM to expose special features that
7147 may only be implemented with code generator support.
7148
7149 '``llvm.returnaddress``' Intrinsic
7150 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7151
7152 Syntax:
7153 """""""
7154
7155 ::
7156
7157       declare i8  *@llvm.returnaddress(i32 <level>)
7158
7159 Overview:
7160 """""""""
7161
7162 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic attempts to compute a
7163 target-specific value indicating the return address of the current
7164 function or one of its callers.
7165
7166 Arguments:
7167 """"""""""
7168
7169 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
7170 address for. Zero indicates the calling function, one indicates its
7171 caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
7172 value.
7173
7174 Semantics:
7175 """"""""""
7176
7177 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic either returns a pointer
7178 indicating the return address of the specified call frame, or zero if it
7179 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
7180 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
7181 used for debugging purposes.
7182
7183 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
7184 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
7185 of the obvious source-language caller.
7186
7187 '``llvm.frameaddress``' Intrinsic
7188 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7189
7190 Syntax:
7191 """""""
7192
7193 ::
7194
7195       declare i8* @llvm.frameaddress(i32 <level>)
7196
7197 Overview:
7198 """""""""
7199
7200 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic attempts to return the
7201 target-specific frame pointer value for the specified stack frame.
7202
7203 Arguments:
7204 """"""""""
7205
7206 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
7207 frame pointer for. Zero indicates the calling function, one indicates
7208 its caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
7209 value.
7210
7211 Semantics:
7212 """"""""""
7213
7214 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic either returns a pointer
7215 indicating the frame address of the specified call frame, or zero if it
7216 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
7217 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
7218 used for debugging purposes.
7219
7220 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
7221 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
7222 of the obvious source-language caller.
7223
7224 .. _int_read_register:
7225 .. _int_write_register:
7226
7227 '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' Intrinsics
7228 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7229
7230 Syntax:
7231 """""""
7232
7233 ::
7234
7235       declare i32 @llvm.read_register.i32(metadata)
7236       declare i64 @llvm.read_register.i64(metadata)
7237       declare void @llvm.write_register.i32(metadata, i32 @value)
7238       declare void @llvm.write_register.i64(metadata, i64 @value)
7239       !0 = metadata !{metadata !"sp\00"}
7240
7241 Overview:
7242 """""""""
7243
7244 The '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' intrinsics
7245 provides access to the named register. The register must be valid on
7246 the architecture being compiled to. The type needs to be compatible
7247 with the register being read.
7248
7249 Semantics:
7250 """"""""""
7251
7252 The '``llvm.read_register``' intrinsic returns the current value of the
7253 register, where possible. The '``llvm.write_register``' intrinsic sets
7254 the current value of the register, where possible.
7255
7256 This is useful to implement named register global variables that need
7257 to always be mapped to a specific register, as is common practice on
7258 bare-metal programs including OS kernels.
7259
7260 The compiler doesn't check for register availability or use of the used
7261 register in surrounding code, including inline assembly. Because of that,
7262 allocatable registers are not supported.
7263
7264 Warning: So far it only works with the stack pointer on selected
7265 architectures (ARM, AArch64, PowerPC and x86_64). Significant amount of
7266 work is needed to support other registers and even more so, allocatable
7267 registers.
7268
7269 .. _int_stacksave:
7270
7271 '``llvm.stacksave``' Intrinsic
7272 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7273
7274 Syntax:
7275 """""""
7276
7277 ::
7278
7279       declare i8* @llvm.stacksave()
7280
7281 Overview:
7282 """""""""
7283
7284 The '``llvm.stacksave``' intrinsic is used to remember the current state
7285 of the function stack, for use with
7286 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. This is useful for
7287 implementing language features like scoped automatic variable sized
7288 arrays in C99.
7289
7290 Semantics:
7291 """"""""""
7292
7293 This intrinsic returns a opaque pointer value that can be passed to
7294 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. When an
7295 ``llvm.stackrestore`` intrinsic is executed with a value saved from
7296 ``llvm.stacksave``, it effectively restores the state of the stack to
7297 the state it was in when the ``llvm.stacksave`` intrinsic executed. In
7298 practice, this pops any :ref:`alloca <i_alloca>` blocks from the stack that
7299 were allocated after the ``llvm.stacksave`` was executed.
7300
7301 .. _int_stackrestore:
7302
7303 '``llvm.stackrestore``' Intrinsic
7304 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7305
7306 Syntax:
7307 """""""
7308
7309 ::
7310
7311       declare void @llvm.stackrestore(i8* %ptr)
7312
7313 Overview:
7314 """""""""
7315
7316 The '``llvm.stackrestore``' intrinsic is used to restore the state of
7317 the function stack to the state it was in when the corresponding
7318 :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` intrinsic executed. This is
7319 useful for implementing language features like scoped automatic variable
7320 sized arrays in C99.
7321
7322 Semantics:
7323 """"""""""
7324
7325 See the description for :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>`.
7326
7327 '``llvm.prefetch``' Intrinsic
7328 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7329
7330 Syntax:
7331 """""""
7332
7333 ::
7334
7335       declare void @llvm.prefetch(i8* <address>, i32 <rw>, i32 <locality>, i32 <cache type>)
7336
7337 Overview:
7338 """""""""
7339
7340 The '``llvm.prefetch``' intrinsic is a hint to the code generator to
7341 insert a prefetch instruction if supported; otherwise, it is a noop.
7342 Prefetches have no effect on the behavior of the program but can change
7343 its performance characteristics.
7344
7345 Arguments:
7346 """"""""""
7347
7348 ``address`` is the address to be prefetched, ``rw`` is the specifier
7349 determining if the fetch should be for a read (0) or write (1), and
7350 ``locality`` is a temporal locality specifier ranging from (0) - no
7351 locality, to (3) - extremely local keep in cache. The ``cache type``
7352 specifies whether the prefetch is performed on the data (1) or
7353 instruction (0) cache. The ``rw``, ``locality`` and ``cache type``
7354 arguments must be constant integers.
7355
7356 Semantics:
7357 """"""""""
7358
7359 This intrinsic does not modify the behavior of the program. In
7360 particular, prefetches cannot trap and do not produce a value. On
7361 targets that support this intrinsic, the prefetch can provide hints to
7362 the processor cache for better performance.
7363
7364 '``llvm.pcmarker``' Intrinsic
7365 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7366
7367 Syntax:
7368 """""""
7369
7370 ::
7371
7372       declare void @llvm.pcmarker(i32 <id>)
7373
7374 Overview:
7375 """""""""
7376
7377 The '``llvm.pcmarker``' intrinsic is a method to export a Program
7378 Counter (PC) in a region of code to simulators and other tools. The
7379 method is target specific, but it is expected that the marker will use
7380 exported symbols to transmit the PC of the marker. The marker makes no
7381 guarantees that it will remain with any specific instruction after
7382 optimizations. It is possible that the presence of a marker will inhibit
7383 optimizations. The intended use is to be inserted after optimizations to
7384 allow correlations of simulation runs.
7385
7386 Arguments:
7387 """"""""""
7388
7389 ``id`` is a numerical id identifying the marker.
7390
7391 Semantics:
7392 """"""""""
7393
7394 This intrinsic does not modify the behavior of the program. Backends
7395 that do not support this intrinsic may ignore it.
7396
7397 '``llvm.readcyclecounter``' Intrinsic
7398 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7399
7400 Syntax:
7401 """""""
7402
7403 ::
7404
7405       declare i64 @llvm.readcyclecounter()
7406
7407 Overview:
7408 """""""""
7409
7410 The '``llvm.readcyclecounter``' intrinsic provides access to the cycle
7411 counter register (or similar low latency, high accuracy clocks) on those
7412 targets that support it. On X86, it should map to RDTSC. On Alpha, it
7413 should map to RPCC. As the backing counters overflow quickly (on the
7414 order of 9 seconds on alpha), this should only be used for small
7415 timings.
7416
7417 Semantics:
7418 """"""""""
7419
7420 When directly supported, reading the cycle counter should not modify any
7421 memory. Implementations are allowed to either return a application
7422 specific value or a system wide value. On backends without support, this
7423 is lowered to a constant 0.
7424
7425 Note that runtime support may be conditional on the privilege-level code is
7426 running at and the host platform.
7427
7428 '``llvm.clear_cache``' Intrinsic
7429 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7430
7431 Syntax:
7432 """""""
7433
7434 ::
7435
7436       declare void @llvm.clear_cache(i8*, i8*)
7437
7438 Overview:
7439 """""""""
7440
7441 The '``llvm.clear_cache``' intrinsic ensures visibility of modifications
7442 in the specified range to the execution unit of the processor. On
7443 targets with non-unified instruction and data cache, the implementation
7444 flushes the instruction cache.
7445
7446 Semantics:
7447 """"""""""
7448
7449 On platforms with coherent instruction and data caches (e.g. x86), this
7450 intrinsic is a nop. On platforms with non-coherent instruction and data
7451 cache (e.g. ARM, MIPS), the intrinsic is lowered either to appropriate
7452 instructions or a system call, if cache flushing requires special
7453 privileges.
7454
7455 The default behavior is to emit a call to ``__clear_cache`` from the run
7456 time library.
7457
7458 This instrinsic does *not* empty the instruction pipeline. Modifications
7459 of the current function are outside the scope of the intrinsic.
7460
7461 Standard C Library Intrinsics
7462 -----------------------------
7463
7464 LLVM provides intrinsics for a few important standard C library
7465 functions. These intrinsics allow source-language front-ends to pass
7466 information about the alignment of the pointer arguments to the code
7467 generator, providing opportunity for more efficient code generation.
7468
7469 .. _int_memcpy:
7470
7471 '``llvm.memcpy``' Intrinsic
7472 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7473
7474 Syntax:
7475 """""""
7476
7477 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy`` on any
7478 integer bit width and for different address spaces. Not all targets
7479 support all bit widths however.
7480
7481 ::
7482
7483       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
7484                                               i32 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
7485       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
7486                                               i64 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
7487
7488 Overview:
7489 """""""""
7490
7491 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
7492 source location to the destination location.
7493
7494 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memcpy.*``
7495 intrinsics do not return a value, takes extra alignment/isvolatile
7496 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
7497
7498 Arguments:
7499 """"""""""
7500
7501 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
7502 pointer to the source. The third argument is an integer argument
7503 specifying the number of bytes to copy, the fourth argument is the
7504 alignment of the source and destination locations, and the fifth is a
7505 boolean indicating a volatile access.
7506
7507 If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
7508 then the caller guarantees that both the source and destination pointers
7509 are aligned to that boundary.
7510
7511 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memcpy`` call is
7512 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
7513 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
7514
7515 Semantics:
7516 """"""""""
7517
7518 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
7519 source location to the destination location, which are not allowed to
7520 overlap. It copies "len" bytes of memory over. If the argument is known
7521 to be aligned to some boundary, this can be specified as the fourth
7522 argument, otherwise it should be set to 0 or 1 (both meaning no alignment).
7523
7524 '``llvm.memmove``' Intrinsic
7525 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7526
7527 Syntax:
7528 """""""
7529
7530 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memmove on any integer
7531 bit width and for different address space. Not all targets support all
7532 bit widths however.
7533
7534 ::
7535
7536       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
7537                                                i32 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
7538       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
7539                                                i64 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
7540
7541 Overview:
7542 """""""""
7543
7544 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics move a block of memory from the
7545 source location to the destination location. It is similar to the
7546 '``llvm.memcpy``' intrinsic but allows the two memory locations to
7547 overlap.
7548
7549 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memmove.*``
7550 intrinsics do not return a value, takes extra alignment/isvolatile
7551 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
7552
7553 Arguments:
7554 """"""""""
7555
7556 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
7557 pointer to the source. The third argument is an integer argument
7558 specifying the number of bytes to copy, the fourth argument is the
7559 alignment of the source and destination locations, and the fifth is a
7560 boolean indicating a volatile access.
7561
7562 If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
7563 then the caller guarantees that the source and destination pointers are
7564 aligned to that boundary.
7565
7566 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memmove`` call
7567 is a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is
7568 not very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
7569
7570 Semantics:
7571 """"""""""
7572
7573 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics copy a block of memory from the
7574 source location to the destination location, which may overlap. It
7575 copies "len" bytes of memory over. If the argument is known to be
7576 aligned to some boundary, this can be specified as the fourth argument,
7577 otherwise it should be set to 0 or 1 (both meaning no alignment).
7578
7579 '``llvm.memset.*``' Intrinsics
7580 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7581
7582 Syntax:
7583 """""""
7584
7585 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memset on any integer
7586 bit width and for different address spaces. However, not all targets
7587 support all bit widths.
7588
7589 ::
7590
7591       declare void @llvm.memset.p0i8.i32(i8* <dest>, i8 <val>,
7592                                          i32 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
7593       declare void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* <dest>, i8 <val>,
7594                                          i64 <len>, i32 <align>, i1 <isvolatile>)
7595
7596 Overview:
7597 """""""""
7598
7599 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill a block of memory with a
7600 particular byte value.
7601
7602 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memset``
7603 intrinsic does not return a value and takes extra alignment/volatile
7604 arguments. Also, the destination can be in an arbitrary address space.
7605
7606 Arguments:
7607 """"""""""
7608
7609 The first argument is a pointer to the destination to fill, the second
7610 is the byte value with which to fill it, the third argument is an
7611 integer argument specifying the number of bytes to fill, and the fourth
7612 argument is the known alignment of the destination location.
7613
7614 If the call to this intrinsic has an alignment value that is not 0 or 1,
7615 then the caller guarantees that the destination pointer is aligned to
7616 that boundary.
7617
7618 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memset`` call is
7619 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
7620 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
7621
7622 Semantics:
7623 """"""""""
7624
7625 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill "len" bytes of memory starting
7626 at the destination location. If the argument is known to be aligned to
7627 some boundary, this can be specified as the fourth argument, otherwise
7628 it should be set to 0 or 1 (both meaning no alignment).
7629
7630 '``llvm.sqrt.*``' Intrinsic
7631 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7632
7633 Syntax:
7634 """""""
7635
7636 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sqrt`` on any
7637 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7638 all types however.
7639
7640 ::
7641
7642       declare float     @llvm.sqrt.f32(float %Val)
7643       declare double    @llvm.sqrt.f64(double %Val)
7644       declare x86_fp80  @llvm.sqrt.f80(x86_fp80 %Val)
7645       declare fp128     @llvm.sqrt.f128(fp128 %Val)
7646       declare ppc_fp128 @llvm.sqrt.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
7647
7648 Overview:
7649 """""""""
7650
7651 The '``llvm.sqrt``' intrinsics return the sqrt of the specified operand,
7652 returning the same value as the libm '``sqrt``' functions would. Unlike
7653 ``sqrt`` in libm, however, ``llvm.sqrt`` has undefined behavior for
7654 negative numbers other than -0.0 (which allows for better optimization,
7655 because there is no need to worry about errno being set).
7656 ``llvm.sqrt(-0.0)`` is defined to return -0.0 like IEEE sqrt.
7657
7658 Arguments:
7659 """"""""""
7660
7661 The argument and return value are floating point numbers of the same
7662 type.
7663
7664 Semantics:
7665 """"""""""
7666
7667 This function returns the sqrt of the specified operand if it is a
7668 nonnegative floating point number.
7669
7670 '``llvm.powi.*``' Intrinsic
7671 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7672
7673 Syntax:
7674 """""""
7675
7676 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.powi`` on any
7677 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7678 all types however.
7679
7680 ::
7681
7682       declare float     @llvm.powi.f32(float  %Val, i32 %power)
7683       declare double    @llvm.powi.f64(double %Val, i32 %power)
7684       declare x86_fp80  @llvm.powi.f80(x86_fp80  %Val, i32 %power)
7685       declare fp128     @llvm.powi.f128(fp128 %Val, i32 %power)
7686       declare ppc_fp128 @llvm.powi.ppcf128(ppc_fp128  %Val, i32 %power)
7687
7688 Overview:
7689 """""""""
7690
7691 The '``llvm.powi.*``' intrinsics return the first operand raised to the
7692 specified (positive or negative) power. The order of evaluation of
7693 multiplications is not defined. When a vector of floating point type is
7694 used, the second argument remains a scalar integer value.
7695
7696 Arguments:
7697 """"""""""
7698
7699 The second argument is an integer power, and the first is a value to
7700 raise to that power.
7701
7702 Semantics:
7703 """"""""""
7704
7705 This function returns the first value raised to the second power with an
7706 unspecified sequence of rounding operations.
7707
7708 '``llvm.sin.*``' Intrinsic
7709 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7710
7711 Syntax:
7712 """""""
7713
7714 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sin`` on any
7715 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7716 all types however.
7717
7718 ::
7719
7720       declare float     @llvm.sin.f32(float  %Val)
7721       declare double    @llvm.sin.f64(double %Val)
7722       declare x86_fp80  @llvm.sin.f80(x86_fp80  %Val)
7723       declare fp128     @llvm.sin.f128(fp128 %Val)
7724       declare ppc_fp128 @llvm.sin.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7725
7726 Overview:
7727 """""""""
7728
7729 The '``llvm.sin.*``' intrinsics return the sine of the operand.
7730
7731 Arguments:
7732 """"""""""
7733
7734 The argument and return value are floating point numbers of the same
7735 type.
7736
7737 Semantics:
7738 """"""""""
7739
7740 This function returns the sine of the specified operand, returning the
7741 same values as the libm ``sin`` functions would, and handles error
7742 conditions in the same way.
7743
7744 '``llvm.cos.*``' Intrinsic
7745 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7746
7747 Syntax:
7748 """""""
7749
7750 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cos`` on any
7751 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7752 all types however.
7753
7754 ::
7755
7756       declare float     @llvm.cos.f32(float  %Val)
7757       declare double    @llvm.cos.f64(double %Val)
7758       declare x86_fp80  @llvm.cos.f80(x86_fp80  %Val)
7759       declare fp128     @llvm.cos.f128(fp128 %Val)
7760       declare ppc_fp128 @llvm.cos.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7761
7762 Overview:
7763 """""""""
7764
7765 The '``llvm.cos.*``' intrinsics return the cosine of the operand.
7766
7767 Arguments:
7768 """"""""""
7769
7770 The argument and return value are floating point numbers of the same
7771 type.
7772
7773 Semantics:
7774 """"""""""
7775
7776 This function returns the cosine of the specified operand, returning the
7777 same values as the libm ``cos`` functions would, and handles error
7778 conditions in the same way.
7779
7780 '``llvm.pow.*``' Intrinsic
7781 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7782
7783 Syntax:
7784 """""""
7785
7786 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.pow`` on any
7787 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7788 all types however.
7789
7790 ::
7791
7792       declare float     @llvm.pow.f32(float  %Val, float %Power)
7793       declare double    @llvm.pow.f64(double %Val, double %Power)
7794       declare x86_fp80  @llvm.pow.f80(x86_fp80  %Val, x86_fp80 %Power)
7795       declare fp128     @llvm.pow.f128(fp128 %Val, fp128 %Power)
7796       declare ppc_fp128 @llvm.pow.ppcf128(ppc_fp128  %Val, ppc_fp128 Power)
7797
7798 Overview:
7799 """""""""
7800
7801 The '``llvm.pow.*``' intrinsics return the first operand raised to the
7802 specified (positive or negative) power.
7803
7804 Arguments:
7805 """"""""""
7806
7807 The second argument is a floating point power, and the first is a value
7808 to raise to that power.
7809
7810 Semantics:
7811 """"""""""
7812
7813 This function returns the first value raised to the second power,
7814 returning the same values as the libm ``pow`` functions would, and
7815 handles error conditions in the same way.
7816
7817 '``llvm.exp.*``' Intrinsic
7818 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7819
7820 Syntax:
7821 """""""
7822
7823 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp`` on any
7824 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7825 all types however.
7826
7827 ::
7828
7829       declare float     @llvm.exp.f32(float  %Val)
7830       declare double    @llvm.exp.f64(double %Val)
7831       declare x86_fp80  @llvm.exp.f80(x86_fp80  %Val)
7832       declare fp128     @llvm.exp.f128(fp128 %Val)
7833       declare ppc_fp128 @llvm.exp.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7834
7835 Overview:
7836 """""""""
7837
7838 The '``llvm.exp.*``' intrinsics perform the exp function.
7839
7840 Arguments:
7841 """"""""""
7842
7843 The argument and return value are floating point numbers of the same
7844 type.
7845
7846 Semantics:
7847 """"""""""
7848
7849 This function returns the same values as the libm ``exp`` functions
7850 would, and handles error conditions in the same way.
7851
7852 '``llvm.exp2.*``' Intrinsic
7853 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7854
7855 Syntax:
7856 """""""
7857
7858 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp2`` on any
7859 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7860 all types however.
7861
7862 ::
7863
7864       declare float     @llvm.exp2.f32(float  %Val)
7865       declare double    @llvm.exp2.f64(double %Val)
7866       declare x86_fp80  @llvm.exp2.f80(x86_fp80  %Val)
7867       declare fp128     @llvm.exp2.f128(fp128 %Val)
7868       declare ppc_fp128 @llvm.exp2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7869
7870 Overview:
7871 """""""""
7872
7873 The '``llvm.exp2.*``' intrinsics perform the exp2 function.
7874
7875 Arguments:
7876 """"""""""
7877
7878 The argument and return value are floating point numbers of the same
7879 type.
7880
7881 Semantics:
7882 """"""""""
7883
7884 This function returns the same values as the libm ``exp2`` functions
7885 would, and handles error conditions in the same way.
7886
7887 '``llvm.log.*``' Intrinsic
7888 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7889
7890 Syntax:
7891 """""""
7892
7893 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log`` on any
7894 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7895 all types however.
7896
7897 ::
7898
7899       declare float     @llvm.log.f32(float  %Val)
7900       declare double    @llvm.log.f64(double %Val)
7901       declare x86_fp80  @llvm.log.f80(x86_fp80  %Val)
7902       declare fp128     @llvm.log.f128(fp128 %Val)
7903       declare ppc_fp128 @llvm.log.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7904
7905 Overview:
7906 """""""""
7907
7908 The '``llvm.log.*``' intrinsics perform the log function.
7909
7910 Arguments:
7911 """"""""""
7912
7913 The argument and return value are floating point numbers of the same
7914 type.
7915
7916 Semantics:
7917 """"""""""
7918
7919 This function returns the same values as the libm ``log`` functions
7920 would, and handles error conditions in the same way.
7921
7922 '``llvm.log10.*``' Intrinsic
7923 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7924
7925 Syntax:
7926 """""""
7927
7928 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log10`` on any
7929 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7930 all types however.
7931
7932 ::
7933
7934       declare float     @llvm.log10.f32(float  %Val)
7935       declare double    @llvm.log10.f64(double %Val)
7936       declare x86_fp80  @llvm.log10.f80(x86_fp80  %Val)
7937       declare fp128     @llvm.log10.f128(fp128 %Val)
7938       declare ppc_fp128 @llvm.log10.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7939
7940 Overview:
7941 """""""""
7942
7943 The '``llvm.log10.*``' intrinsics perform the log10 function.
7944
7945 Arguments:
7946 """"""""""
7947
7948 The argument and return value are floating point numbers of the same
7949 type.
7950
7951 Semantics:
7952 """"""""""
7953
7954 This function returns the same values as the libm ``log10`` functions
7955 would, and handles error conditions in the same way.
7956
7957 '``llvm.log2.*``' Intrinsic
7958 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7959
7960 Syntax:
7961 """""""
7962
7963 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log2`` on any
7964 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
7965 all types however.
7966
7967 ::
7968
7969       declare float     @llvm.log2.f32(float  %Val)
7970       declare double    @llvm.log2.f64(double %Val)
7971       declare x86_fp80  @llvm.log2.f80(x86_fp80  %Val)
7972       declare fp128     @llvm.log2.f128(fp128 %Val)
7973       declare ppc_fp128 @llvm.log2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
7974
7975 Overview:
7976 """""""""
7977
7978 The '``llvm.log2.*``' intrinsics perform the log2 function.
7979
7980 Arguments:
7981 """"""""""
7982
7983 The argument and return value are floating point numbers of the same
7984 type.
7985
7986 Semantics:
7987 """"""""""
7988
7989 This function returns the same values as the libm ``log2`` functions
7990 would, and handles error conditions in the same way.
7991
7992 '``llvm.fma.*``' Intrinsic
7993 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7994
7995 Syntax:
7996 """""""
7997
7998 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fma`` on any
7999 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8000 all types however.
8001
8002 ::
8003
8004       declare float     @llvm.fma.f32(float  %a, float  %b, float  %c)
8005       declare double    @llvm.fma.f64(double %a, double %b, double %c)
8006       declare x86_fp80  @llvm.fma.f80(x86_fp80 %a, x86_fp80 %b, x86_fp80 %c)
8007       declare fp128     @llvm.fma.f128(fp128 %a, fp128 %b, fp128 %c)
8008       declare ppc_fp128 @llvm.fma.ppcf128(ppc_fp128 %a, ppc_fp128 %b, ppc_fp128 %c)
8009
8010 Overview:
8011 """""""""
8012
8013 The '``llvm.fma.*``' intrinsics perform the fused multiply-add
8014 operation.
8015
8016 Arguments:
8017 """"""""""
8018
8019 The argument and return value are floating point numbers of the same
8020 type.
8021
8022 Semantics:
8023 """"""""""
8024
8025 This function returns the same values as the libm ``fma`` functions
8026 would, and does not set errno.
8027
8028 '``llvm.fabs.*``' Intrinsic
8029 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8030
8031 Syntax:
8032 """""""
8033
8034 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fabs`` on any
8035 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8036 all types however.
8037
8038 ::
8039
8040       declare float     @llvm.fabs.f32(float  %Val)
8041       declare double    @llvm.fabs.f64(double %Val)
8042       declare x86_fp80  @llvm.fabs.f80(x86_fp80 %Val)
8043       declare fp128     @llvm.fabs.f128(fp128 %Val)
8044       declare ppc_fp128 @llvm.fabs.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
8045
8046 Overview:
8047 """""""""
8048
8049 The '``llvm.fabs.*``' intrinsics return the absolute value of the
8050 operand.
8051
8052 Arguments:
8053 """"""""""
8054
8055 The argument and return value are floating point numbers of the same
8056 type.
8057
8058 Semantics:
8059 """"""""""
8060
8061 This function returns the same values as the libm ``fabs`` functions
8062 would, and handles error conditions in the same way.
8063
8064 '``llvm.minnum.*``' Intrinsic
8065 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8066
8067 Syntax:
8068 """""""
8069
8070 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.minnum`` on any
8071 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8072 all types however.
8073
8074 ::
8075
8076       declare float     @llvm.minnum.f32(float %Val0, float %Val1)
8077       declare double    @llvm.minnum.f64(double %Val0, double %Val1)
8078       declare x86_fp80  @llvm.minnum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
8079       declare fp128     @llvm.minnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
8080       declare ppc_fp128 @llvm.minnum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
8081
8082 Overview:
8083 """""""""
8084
8085 The '``llvm.minnum.*``' intrinsics return the minimum of the two
8086 arguments.
8087
8088
8089 Arguments:
8090 """"""""""
8091
8092 The arguments and return value are floating point numbers of the same
8093 type.
8094
8095 Semantics:
8096 """"""""""
8097
8098 Follows the IEEE-754 semantics for minNum, which also match for libm's
8099 fmin.
8100
8101 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
8102 NaN only if both operands are NaN. If the operands compare equal,
8103 returns a value that compares equal to both operands. This means that
8104 fmin(+/-0.0, +/-0.0) could return either -0.0 or 0.0.
8105
8106 '``llvm.maxnum.*``' Intrinsic
8107 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8108
8109 Syntax:
8110 """""""
8111
8112 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.maxnum`` on any
8113 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8114 all types however.
8115
8116 ::
8117
8118       declare float     @llvm.maxnum.f32(float  %Val0, float  %Val1l)
8119       declare double    @llvm.maxnum.f64(double %Val0, double %Val1)
8120       declare x86_fp80  @llvm.maxnum.f80(x86_fp80  %Val0, x86_fp80  %Val1)
8121       declare fp128     @llvm.maxnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
8122       declare ppc_fp128 @llvm.maxnum.ppcf128(ppc_fp128  %Val0, ppc_fp128  %Val1)
8123
8124 Overview:
8125 """""""""
8126
8127 The '``llvm.maxnum.*``' intrinsics return the maximum of the two
8128 arguments.
8129
8130
8131 Arguments:
8132 """"""""""
8133
8134 The arguments and return value are floating point numbers of the same
8135 type.
8136
8137 Semantics:
8138 """"""""""
8139 Follows the IEEE-754 semantics for maxNum, which also match for libm's
8140 fmax.
8141
8142 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
8143 NaN only if both operands are NaN. If the operands compare equal,
8144 returns a value that compares equal to both operands. This means that
8145 fmax(+/-0.0, +/-0.0) could return either -0.0 or 0.0.
8146
8147 '``llvm.copysign.*``' Intrinsic
8148 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8149
8150 Syntax:
8151 """""""
8152
8153 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.copysign`` on any
8154 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8155 all types however.
8156
8157 ::
8158
8159       declare float     @llvm.copysign.f32(float  %Mag, float  %Sgn)
8160       declare double    @llvm.copysign.f64(double %Mag, double %Sgn)
8161       declare x86_fp80  @llvm.copysign.f80(x86_fp80  %Mag, x86_fp80  %Sgn)
8162       declare fp128     @llvm.copysign.f128(fp128 %Mag, fp128 %Sgn)
8163       declare ppc_fp128 @llvm.copysign.ppcf128(ppc_fp128  %Mag, ppc_fp128  %Sgn)
8164
8165 Overview:
8166 """""""""
8167
8168 The '``llvm.copysign.*``' intrinsics return a value with the magnitude of the
8169 first operand and the sign of the second operand.
8170
8171 Arguments:
8172 """"""""""
8173
8174 The arguments and return value are floating point numbers of the same
8175 type.
8176
8177 Semantics:
8178 """"""""""
8179
8180 This function returns the same values as the libm ``copysign``
8181 functions would, and handles error conditions in the same way.
8182
8183 '``llvm.floor.*``' Intrinsic
8184 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8185
8186 Syntax:
8187 """""""
8188
8189 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.floor`` on any
8190 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8191 all types however.
8192
8193 ::
8194
8195       declare float     @llvm.floor.f32(float  %Val)
8196       declare double    @llvm.floor.f64(double %Val)
8197       declare x86_fp80  @llvm.floor.f80(x86_fp80  %Val)
8198       declare fp128     @llvm.floor.f128(fp128 %Val)
8199       declare ppc_fp128 @llvm.floor.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8200
8201 Overview:
8202 """""""""
8203
8204 The '``llvm.floor.*``' intrinsics return the floor of the operand.
8205
8206 Arguments:
8207 """"""""""
8208
8209 The argument and return value are floating point numbers of the same
8210 type.
8211
8212 Semantics:
8213 """"""""""
8214
8215 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
8216 would, and handles error conditions in the same way.
8217
8218 '``llvm.ceil.*``' Intrinsic
8219 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8220
8221 Syntax:
8222 """""""
8223
8224 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ceil`` on any
8225 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8226 all types however.
8227
8228 ::
8229
8230       declare float     @llvm.ceil.f32(float  %Val)
8231       declare double    @llvm.ceil.f64(double %Val)
8232       declare x86_fp80  @llvm.ceil.f80(x86_fp80  %Val)
8233       declare fp128     @llvm.ceil.f128(fp128 %Val)
8234       declare ppc_fp128 @llvm.ceil.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8235
8236 Overview:
8237 """""""""
8238
8239 The '``llvm.ceil.*``' intrinsics return the ceiling of the operand.
8240
8241 Arguments:
8242 """"""""""
8243
8244 The argument and return value are floating point numbers of the same
8245 type.
8246
8247 Semantics:
8248 """"""""""
8249
8250 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
8251 would, and handles error conditions in the same way.
8252
8253 '``llvm.trunc.*``' Intrinsic
8254 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8255
8256 Syntax:
8257 """""""
8258
8259 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.trunc`` on any
8260 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8261 all types however.
8262
8263 ::
8264
8265       declare float     @llvm.trunc.f32(float  %Val)
8266       declare double    @llvm.trunc.f64(double %Val)
8267       declare x86_fp80  @llvm.trunc.f80(x86_fp80  %Val)
8268       declare fp128     @llvm.trunc.f128(fp128 %Val)
8269       declare ppc_fp128 @llvm.trunc.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8270
8271 Overview:
8272 """""""""
8273
8274 The '``llvm.trunc.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
8275 nearest integer not larger in magnitude than the operand.
8276
8277 Arguments:
8278 """"""""""
8279
8280 The argument and return value are floating point numbers of the same
8281 type.
8282
8283 Semantics:
8284 """"""""""
8285
8286 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
8287 would, and handles error conditions in the same way.
8288
8289 '``llvm.rint.*``' Intrinsic
8290 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8291
8292 Syntax:
8293 """""""
8294
8295 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.rint`` on any
8296 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8297 all types however.
8298
8299 ::
8300
8301       declare float     @llvm.rint.f32(float  %Val)
8302       declare double    @llvm.rint.f64(double %Val)
8303       declare x86_fp80  @llvm.rint.f80(x86_fp80  %Val)
8304       declare fp128     @llvm.rint.f128(fp128 %Val)
8305       declare ppc_fp128 @llvm.rint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8306
8307 Overview:
8308 """""""""
8309
8310 The '``llvm.rint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
8311 nearest integer. It may raise an inexact floating-point exception if the
8312 operand isn't an integer.
8313
8314 Arguments:
8315 """"""""""
8316
8317 The argument and return value are floating point numbers of the same
8318 type.
8319
8320 Semantics:
8321 """"""""""
8322
8323 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
8324 would, and handles error conditions in the same way.
8325
8326 '``llvm.nearbyint.*``' Intrinsic
8327 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8328
8329 Syntax:
8330 """""""
8331
8332 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.nearbyint`` on any
8333 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8334 all types however.
8335
8336 ::
8337
8338       declare float     @llvm.nearbyint.f32(float  %Val)
8339       declare double    @llvm.nearbyint.f64(double %Val)
8340       declare x86_fp80  @llvm.nearbyint.f80(x86_fp80  %Val)
8341       declare fp128     @llvm.nearbyint.f128(fp128 %Val)
8342       declare ppc_fp128 @llvm.nearbyint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8343
8344 Overview:
8345 """""""""
8346
8347 The '``llvm.nearbyint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
8348 nearest integer.
8349
8350 Arguments:
8351 """"""""""
8352
8353 The argument and return value are floating point numbers of the same
8354 type.
8355
8356 Semantics:
8357 """"""""""
8358
8359 This function returns the same values as the libm ``nearbyint``
8360 functions would, and handles error conditions in the same way.
8361
8362 '``llvm.round.*``' Intrinsic
8363 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8364
8365 Syntax:
8366 """""""
8367
8368 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.round`` on any
8369 floating point or vector of floating point type. Not all targets support
8370 all types however.
8371
8372 ::
8373
8374       declare float     @llvm.round.f32(float  %Val)
8375       declare double    @llvm.round.f64(double %Val)
8376       declare x86_fp80  @llvm.round.f80(x86_fp80  %Val)
8377       declare fp128     @llvm.round.f128(fp128 %Val)
8378       declare ppc_fp128 @llvm.round.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
8379
8380 Overview:
8381 """""""""
8382
8383 The '``llvm.round.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
8384 nearest integer.
8385
8386 Arguments:
8387 """"""""""
8388
8389 The argument and return value are floating point numbers of the same
8390 type.
8391
8392 Semantics:
8393 """"""""""
8394
8395 This function returns the same values as the libm ``round``
8396 functions would, and handles error conditions in the same way.
8397
8398 Bit Manipulation Intrinsics
8399 ---------------------------
8400
8401 LLVM provides intrinsics for a few important bit manipulation
8402 operations. These allow efficient code generation for some algorithms.
8403
8404 '``llvm.bswap.*``' Intrinsics
8405 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8406
8407 Syntax:
8408 """""""
8409
8410 This is an overloaded intrinsic function. You can use bswap on any
8411 integer type that is an even number of bytes (i.e. BitWidth % 16 == 0).
8412
8413 ::
8414
8415       declare i16 @llvm.bswap.i16(i16 <id>)
8416       declare i32 @llvm.bswap.i32(i32 <id>)
8417       declare i64 @llvm.bswap.i64(i64 <id>)
8418
8419 Overview:
8420 """""""""
8421
8422 The '``llvm.bswap``' family of intrinsics is used to byte swap integer
8423 values with an even number of bytes (positive multiple of 16 bits).
8424 These are useful for performing operations on data that is not in the
8425 target's native byte order.
8426
8427 Semantics:
8428 """"""""""
8429
8430 The ``llvm.bswap.i16`` intrinsic returns an i16 value that has the high
8431 and low byte of the input i16 swapped. Similarly, the ``llvm.bswap.i32``
8432 intrinsic returns an i32 value that has the four bytes of the input i32
8433 swapped, so that if the input bytes are numbered 0, 1, 2, 3 then the
8434 returned i32 will have its bytes in 3, 2, 1, 0 order. The
8435 ``llvm.bswap.i48``, ``llvm.bswap.i64`` and other intrinsics extend this
8436 concept to additional even-byte lengths (6 bytes, 8 bytes and more,
8437 respectively).
8438
8439 '``llvm.ctpop.*``' Intrinsic
8440 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8441
8442 Syntax:
8443 """""""
8444
8445 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.ctpop on any integer
8446 bit width, or on any vector with integer elements. Not all targets
8447 support all bit widths or vector types, however.
8448
8449 ::
8450
8451       declare i8 @llvm.ctpop.i8(i8  <src>)
8452       declare i16 @llvm.ctpop.i16(i16 <src>)
8453       declare i32 @llvm.ctpop.i32(i32 <src>)
8454       declare i64 @llvm.ctpop.i64(i64 <src>)
8455       declare i256 @llvm.ctpop.i256(i256 <src>)
8456       declare <2 x i32> @llvm.ctpop.v2i32(<2 x i32> <src>)
8457
8458 Overview:
8459 """""""""
8460
8461 The '``llvm.ctpop``' family of intrinsics counts the number of bits set
8462 in a value.
8463
8464 Arguments:
8465 """"""""""
8466
8467 The only argument is the value to be counted. The argument may be of any
8468 integer type, or a vector with integer elements. The return type must
8469 match the argument type.
8470
8471 Semantics:
8472 """"""""""
8473
8474 The '``llvm.ctpop``' intrinsic counts the 1's in a variable, or within
8475 each element of a vector.
8476
8477 '``llvm.ctlz.*``' Intrinsic
8478 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8479
8480 Syntax:
8481 """""""
8482
8483 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ctlz`` on any
8484 integer bit width, or any vector whose elements are integers. Not all
8485 targets support all bit widths or vector types, however.
8486
8487 ::
8488
8489       declare i8   @llvm.ctlz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
8490       declare i16  @llvm.ctlz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
8491       declare i32  @llvm.ctlz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
8492       declare i64  @llvm.ctlz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
8493       declare i256 @llvm.ctlz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
8494       declase <2 x i32> @llvm.ctlz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
8495
8496 Overview:
8497 """""""""
8498
8499 The '``llvm.ctlz``' family of intrinsic functions counts the number of
8500 leading zeros in a variable.
8501
8502 Arguments:
8503 """"""""""
8504
8505 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
8506 any integer type, or a vectory with integer element type. The return
8507 type must match the first argument type.
8508
8509 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
8510 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
8511 defined result. Historically some architectures did not provide a
8512 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
8513 now predicated on avoiding zero-value inputs.
8514
8515 Semantics:
8516 """"""""""
8517
8518 The '``llvm.ctlz``' intrinsic counts the leading (most significant)
8519 zeros in a variable, or within each element of the vector. If
8520 ``src == 0`` then the result is the size in bits of the type of ``src``
8521 if ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
8522 ``llvm.ctlz(i32 2) = 30``.
8523
8524 '``llvm.cttz.*``' Intrinsic
8525 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8526
8527 Syntax:
8528 """""""
8529
8530 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cttz`` on any
8531 integer bit width, or any vector of integer elements. Not all targets
8532 support all bit widths or vector types, however.
8533
8534 ::
8535
8536       declare i8   @llvm.cttz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
8537       declare i16  @llvm.cttz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
8538       declare i32  @llvm.cttz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
8539       declare i64  @llvm.cttz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
8540       declare i256 @llvm.cttz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
8541       declase <2 x i32> @llvm.cttz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
8542
8543 Overview:
8544 """""""""
8545
8546 The '``llvm.cttz``' family of intrinsic functions counts the number of
8547 trailing zeros.
8548
8549 Arguments:
8550 """"""""""
8551
8552 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
8553 any integer type, or a vectory with integer element type. The return
8554 type must match the first argument type.
8555
8556 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
8557 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
8558 defined result. Historically some architectures did not provide a
8559 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
8560 now predicated on avoiding zero-value inputs.
8561
8562 Semantics:
8563 """"""""""
8564
8565 The '``llvm.cttz``' intrinsic counts the trailing (least significant)
8566 zeros in a variable, or within each element of a vector. If ``src == 0``
8567 then the result is the size in bits of the type of ``src`` if
8568 ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
8569 ``llvm.cttz(2) = 1``.
8570
8571 Arithmetic with Overflow Intrinsics
8572 -----------------------------------
8573
8574 LLVM provides intrinsics for some arithmetic with overflow operations.
8575
8576 '``llvm.sadd.with.overflow.*``' Intrinsics
8577 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8578
8579 Syntax:
8580 """""""
8581
8582 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.with.overflow``
8583 on any integer bit width.
8584
8585 ::
8586
8587       declare {i16, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
8588       declare {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8589       declare {i64, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
8590
8591 Overview:
8592 """""""""
8593
8594 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
8595 a signed addition of the two arguments, and indicate whether an overflow
8596 occurred during the signed summation.
8597
8598 Arguments:
8599 """"""""""
8600
8601 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
8602 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
8603 bit width. The second element of the result structure must be of type
8604 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
8605 addition.
8606
8607 Semantics:
8608 """"""""""
8609
8610 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
8611 a signed addition of the two variables. They return a structure --- the
8612 first element of which is the signed summation, and the second element
8613 of which is a bit specifying if the signed summation resulted in an
8614 overflow.
8615
8616 Examples:
8617 """""""""
8618
8619 .. code-block:: llvm
8620
8621       %res = call {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8622       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
8623       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
8624       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
8625
8626 '``llvm.uadd.with.overflow.*``' Intrinsics
8627 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8628
8629 Syntax:
8630 """""""
8631
8632 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.with.overflow``
8633 on any integer bit width.
8634
8635 ::
8636
8637       declare {i16, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
8638       declare {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8639       declare {i64, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
8640
8641 Overview:
8642 """""""""
8643
8644 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
8645 an unsigned addition of the two arguments, and indicate whether a carry
8646 occurred during the unsigned summation.
8647
8648 Arguments:
8649 """"""""""
8650
8651 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
8652 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
8653 bit width. The second element of the result structure must be of type
8654 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
8655 addition.
8656
8657 Semantics:
8658 """"""""""
8659
8660 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
8661 an unsigned addition of the two arguments. They return a structure --- the
8662 first element of which is the sum, and the second element of which is a
8663 bit specifying if the unsigned summation resulted in a carry.
8664
8665 Examples:
8666 """""""""
8667
8668 .. code-block:: llvm
8669
8670       %res = call {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8671       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
8672       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
8673       br i1 %obit, label %carry, label %normal
8674
8675 '``llvm.ssub.with.overflow.*``' Intrinsics
8676 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8677
8678 Syntax:
8679 """""""
8680
8681 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.with.overflow``
8682 on any integer bit width.
8683
8684 ::
8685
8686       declare {i16, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
8687       declare {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8688       declare {i64, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
8689
8690 Overview:
8691 """""""""
8692
8693 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
8694 a signed subtraction of the two arguments, and indicate whether an
8695 overflow occurred during the signed subtraction.
8696
8697 Arguments:
8698 """"""""""
8699
8700 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
8701 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
8702 bit width. The second element of the result structure must be of type
8703 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
8704 subtraction.
8705
8706 Semantics:
8707 """"""""""
8708
8709 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
8710 a signed subtraction of the two arguments. They return a structure --- the
8711 first element of which is the subtraction, and the second element of
8712 which is a bit specifying if the signed subtraction resulted in an
8713 overflow.
8714
8715 Examples:
8716 """""""""
8717
8718 .. code-block:: llvm
8719
8720       %res = call {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8721       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
8722       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
8723       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
8724
8725 '``llvm.usub.with.overflow.*``' Intrinsics
8726 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8727
8728 Syntax:
8729 """""""
8730
8731 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.with.overflow``
8732 on any integer bit width.
8733
8734 ::
8735
8736       declare {i16, i1} @llvm.usub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
8737       declare {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8738       declare {i64, i1} @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
8739
8740 Overview:
8741 """""""""
8742
8743 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
8744 an unsigned subtraction of the two arguments, and indicate whether an
8745 overflow occurred during the unsigned subtraction.
8746
8747 Arguments:
8748 """"""""""
8749
8750 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
8751 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
8752 bit width. The second element of the result structure must be of type
8753 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
8754 subtraction.
8755
8756 Semantics:
8757 """"""""""
8758
8759 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
8760 an unsigned subtraction of the two arguments. They return a structure ---
8761 the first element of which is the subtraction, and the second element of
8762 which is a bit specifying if the unsigned subtraction resulted in an
8763 overflow.
8764
8765 Examples:
8766 """""""""
8767
8768 .. code-block:: llvm
8769
8770       %res = call {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8771       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
8772       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
8773       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
8774
8775 '``llvm.smul.with.overflow.*``' Intrinsics
8776 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8777
8778 Syntax:
8779 """""""
8780
8781 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.with.overflow``
8782 on any integer bit width.
8783
8784 ::
8785
8786       declare {i16, i1} @llvm.smul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
8787       declare {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8788       declare {i64, i1} @llvm.smul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
8789
8790 Overview:
8791 """""""""
8792
8793 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
8794 a signed multiplication of the two arguments, and indicate whether an
8795 overflow occurred during the signed multiplication.
8796
8797 Arguments:
8798 """"""""""
8799
8800 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
8801 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
8802 bit width. The second element of the result structure must be of type
8803 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
8804 multiplication.
8805
8806 Semantics:
8807 """"""""""
8808
8809 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
8810 a signed multiplication of the two arguments. They return a structure ---
8811 the first element of which is the multiplication, and the second element
8812 of which is a bit specifying if the signed multiplication resulted in an
8813 overflow.
8814
8815 Examples:
8816 """""""""
8817
8818 .. code-block:: llvm
8819
8820       %res = call {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8821       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
8822       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
8823       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
8824
8825 '``llvm.umul.with.overflow.*``' Intrinsics
8826 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8827
8828 Syntax:
8829 """""""
8830
8831 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.with.overflow``
8832 on any integer bit width.
8833
8834 ::
8835
8836       declare {i16, i1} @llvm.umul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
8837       declare {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8838       declare {i64, i1} @llvm.umul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
8839
8840 Overview:
8841 """""""""
8842
8843 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
8844 a unsigned multiplication of the two arguments, and indicate whether an
8845 overflow occurred during the unsigned multiplication.
8846
8847 Arguments:
8848 """"""""""
8849
8850 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
8851 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
8852 bit width. The second element of the result structure must be of type
8853 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
8854 multiplication.
8855
8856 Semantics:
8857 """"""""""
8858
8859 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
8860 an unsigned multiplication of the two arguments. They return a structure ---
8861 the first element of which is the multiplication, and the second
8862 element of which is a bit specifying if the unsigned multiplication
8863 resulted in an overflow.
8864
8865 Examples:
8866 """""""""
8867
8868 .. code-block:: llvm
8869
8870       %res = call {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
8871       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
8872       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
8873       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
8874
8875 Specialised Arithmetic Intrinsics
8876 ---------------------------------
8877
8878 '``llvm.fmuladd.*``' Intrinsic
8879 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8880
8881 Syntax:
8882 """""""
8883
8884 ::
8885
8886       declare float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c)
8887       declare double @llvm.fmuladd.f64(double %a, double %b, double %c)
8888
8889 Overview:
8890 """""""""
8891
8892 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsic functions represent multiply-add
8893 expressions that can be fused if the code generator determines that (a) the
8894 target instruction set has support for a fused operation, and (b) that the
8895 fused operation is more efficient than the equivalent, separate pair of mul
8896 and add instructions.
8897
8898 Arguments:
8899 """"""""""
8900
8901 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsics each take three arguments: two
8902 multiplicands, a and b, and an addend c.
8903
8904 Semantics:
8905 """"""""""
8906
8907 The expression:
8908
8909 ::
8910
8911       %0 = call float @llvm.fmuladd.f32(%a, %b, %c)
8912
8913 is equivalent to the expression a \* b + c, except that rounding will
8914 not be performed between the multiplication and addition steps if the
8915 code generator fuses the operations. Fusion is not guaranteed, even if
8916 the target platform supports it. If a fused multiply-add is required the
8917 corresponding llvm.fma.\* intrinsic function should be used
8918 instead. This never sets errno, just as '``llvm.fma.*``'.
8919
8920 Examples:
8921 """""""""
8922
8923 .. code-block:: llvm
8924
8925       %r2 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c) ; yields float:r2 = (a * b) + c
8926
8927 Half Precision Floating Point Intrinsics
8928 ----------------------------------------
8929
8930 For most target platforms, half precision floating point is a
8931 storage-only format. This means that it is a dense encoding (in memory)
8932 but does not support computation in the format.
8933
8934 This means that code must first load the half-precision floating point
8935 value as an i16, then convert it to float with
8936 :ref:`llvm.convert.from.fp16 <int_convert_from_fp16>`. Computation can
8937 then be performed on the float value (including extending to double
8938 etc). To store the value back to memory, it is first converted to float
8939 if needed, then converted to i16 with
8940 :ref:`llvm.convert.to.fp16 <int_convert_to_fp16>`, then storing as an
8941 i16 value.
8942
8943 .. _int_convert_to_fp16:
8944
8945 '``llvm.convert.to.fp16``' Intrinsic
8946 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8947
8948 Syntax:
8949 """""""
8950
8951 ::
8952
8953       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
8954       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f64(double %a)
8955
8956 Overview:
8957 """""""""
8958
8959 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
8960 conventional floating point type to half precision floating point format.
8961
8962 Arguments:
8963 """"""""""
8964
8965 The intrinsic function contains single argument - the value to be
8966 converted.
8967
8968 Semantics:
8969 """"""""""
8970
8971 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
8972 conventional floating point format to half precision floating point format. The
8973 return value is an ``i16`` which contains the converted number.
8974
8975 Examples:
8976 """""""""
8977
8978 .. code-block:: llvm
8979
8980       %res = call i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
8981       store i16 %res, i16* @x, align 2
8982
8983 .. _int_convert_from_fp16:
8984
8985 '``llvm.convert.from.fp16``' Intrinsic
8986 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8987
8988 Syntax:
8989 """""""
8990
8991 ::
8992
8993       declare float @llvm.convert.from.fp16.f32(i16 %a)
8994       declare double @llvm.convert.from.fp16.f64(i16 %a)
8995
8996 Overview:
8997 """""""""
8998
8999 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
9000 conversion from half precision floating point format to single precision
9001 floating point format.
9002
9003 Arguments:
9004 """"""""""
9005
9006 The intrinsic function contains single argument - the value to be
9007 converted.
9008
9009 Semantics:
9010 """"""""""
9011
9012 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
9013 conversion from half single precision floating point format to single
9014 precision floating point format. The input half-float value is
9015 represented by an ``i16`` value.
9016
9017 Examples:
9018 """""""""
9019
9020 .. code-block:: llvm
9021
9022       %a = load i16* @x, align 2
9023       %res = call float @llvm.convert.from.fp16(i16 %a)
9024
9025 Debugger Intrinsics
9026 -------------------
9027
9028 The LLVM debugger intrinsics (which all start with ``llvm.dbg.``
9029 prefix), are described in the `LLVM Source Level
9030 Debugging <SourceLevelDebugging.html#format_common_intrinsics>`_
9031 document.
9032
9033 Exception Handling Intrinsics
9034 -----------------------------
9035
9036 The LLVM exception handling intrinsics (which all start with
9037 ``llvm.eh.`` prefix), are described in the `LLVM Exception
9038 Handling <ExceptionHandling.html#format_common_intrinsics>`_ document.
9039
9040 .. _int_trampoline:
9041
9042 Trampoline Intrinsics
9043 ---------------------
9044
9045 These intrinsics make it possible to excise one parameter, marked with
9046 the :ref:`nest <nest>` attribute, from a function. The result is a
9047 callable function pointer lacking the nest parameter - the caller does
9048 not need to provide a value for it. Instead, the value to use is stored
9049 in advance in a "trampoline", a block of memory usually allocated on the
9050 stack, which also contains code to splice the nest value into the
9051 argument list. This is used to implement the GCC nested function address
9052 extension.
9053
9054 For example, if the function is ``i32 f(i8* nest %c, i32 %x, i32 %y)``
9055 then the resulting function pointer has signature ``i32 (i32, i32)*``.
9056 It can be created as follows:
9057
9058 .. code-block:: llvm
9059
9060       %tramp = alloca [10 x i8], align 4 ; size and alignment only correct for X86
9061       %tramp1 = getelementptr [10 x i8]* %tramp, i32 0, i32 0
9062       call i8* @llvm.init.trampoline(i8* %tramp1, i8* bitcast (i32 (i8*, i32, i32)* @f to i8*), i8* %nval)
9063       %p = call i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* %tramp1)
9064       %fp = bitcast i8* %p to i32 (i32, i32)*
9065
9066 The call ``%val = call i32 %fp(i32 %x, i32 %y)`` is then equivalent to
9067 ``%val = call i32 %f(i8* %nval, i32 %x, i32 %y)``.
9068
9069 .. _int_it:
9070
9071 '``llvm.init.trampoline``' Intrinsic
9072 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9073
9074 Syntax:
9075 """""""
9076
9077 ::
9078
9079       declare void @llvm.init.trampoline(i8* <tramp>, i8* <func>, i8* <nval>)
9080
9081 Overview:
9082 """""""""
9083
9084 This fills the memory pointed to by ``tramp`` with executable code,
9085 turning it into a trampoline.
9086
9087 Arguments:
9088 """"""""""
9089
9090 The ``llvm.init.trampoline`` intrinsic takes three arguments, all
9091 pointers. The ``tramp`` argument must point to a sufficiently large and
9092 sufficiently aligned block of memory; this memory is written to by the
9093 intrinsic. Note that the size and the alignment are target-specific -
9094 LLVM currently provides no portable way of determining them, so a
9095 front-end that generates this intrinsic needs to have some
9096 target-specific knowledge. The ``func`` argument must hold a function
9097 bitcast to an ``i8*``.
9098
9099 Semantics:
9100 """"""""""
9101
9102 The block of memory pointed to by ``tramp`` is filled with target
9103 dependent code, turning it into a function. Then ``tramp`` needs to be
9104 passed to :ref:`llvm.adjust.trampoline <int_at>` to get a pointer which can
9105 be :ref:`bitcast (to a new function) and called <int_trampoline>`. The new
9106 function's signature is the same as that of ``func`` with any arguments
9107 marked with the ``nest`` attribute removed. At most one such ``nest``
9108 argument is allowed, and it must be of pointer type. Calling the new
9109 function is equivalent to calling ``func`` with the same argument list,
9110 but with ``nval`` used for the missing ``nest`` argument. If, after
9111 calling ``llvm.init.trampoline``, the memory pointed to by ``tramp`` is
9112 modified, then the effect of any later call to the returned function
9113 pointer is undefined.
9114
9115 .. _int_at:
9116
9117 '``llvm.adjust.trampoline``' Intrinsic
9118 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9119
9120 Syntax:
9121 """""""
9122
9123 ::
9124
9125       declare i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* <tramp>)
9126
9127 Overview:
9128 """""""""
9129
9130 This performs any required machine-specific adjustment to the address of
9131 a trampoline (passed as ``tramp``).
9132
9133 Arguments:
9134 """"""""""
9135
9136 ``tramp`` must point to a block of memory which already has trampoline
9137 code filled in by a previous call to
9138 :ref:`llvm.init.trampoline <int_it>`.
9139
9140 Semantics:
9141 """"""""""
9142
9143 On some architectures the address of the code to be executed needs to be
9144 different than the address where the trampoline is actually stored. This
9145 intrinsic returns the executable address corresponding to ``tramp``
9146 after performing the required machine specific adjustments. The pointer
9147 returned can then be :ref:`bitcast and executed <int_trampoline>`.
9148
9149 Memory Use Markers
9150 ------------------
9151
9152 This class of intrinsics provides information about the lifetime of
9153 memory objects and ranges where variables are immutable.
9154
9155 .. _int_lifestart:
9156
9157 '``llvm.lifetime.start``' Intrinsic
9158 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9159
9160 Syntax:
9161 """""""
9162
9163 ::
9164
9165       declare void @llvm.lifetime.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
9166
9167 Overview:
9168 """""""""
9169
9170 The '``llvm.lifetime.start``' intrinsic specifies the start of a memory
9171 object's lifetime.
9172
9173 Arguments:
9174 """"""""""
9175
9176 The first argument is a constant integer representing the size of the
9177 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
9178 to the object.
9179
9180 Semantics:
9181 """"""""""
9182
9183 This intrinsic indicates that before this point in the code, the value
9184 of the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known
9185 to never be used and has an undefined value. A load from the pointer
9186 that precedes this intrinsic can be replaced with ``'undef'``.
9187
9188 .. _int_lifeend:
9189
9190 '``llvm.lifetime.end``' Intrinsic
9191 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9192
9193 Syntax:
9194 """""""
9195
9196 ::
9197
9198       declare void @llvm.lifetime.end(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
9199
9200 Overview:
9201 """""""""
9202
9203 The '``llvm.lifetime.end``' intrinsic specifies the end of a memory
9204 object's lifetime.
9205
9206 Arguments:
9207 """"""""""
9208
9209 The first argument is a constant integer representing the size of the
9210 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
9211 to the object.
9212
9213 Semantics:
9214 """"""""""
9215
9216 This intrinsic indicates that after this point in the code, the value of
9217 the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known to
9218 never be used and has an undefined value. Any stores into the memory
9219 object following this intrinsic may be removed as dead.
9220
9221 '``llvm.invariant.start``' Intrinsic
9222 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9223
9224 Syntax:
9225 """""""
9226
9227 ::
9228
9229       declare {}* @llvm.invariant.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
9230
9231 Overview:
9232 """""""""
9233
9234 The '``llvm.invariant.start``' intrinsic specifies that the contents of
9235 a memory object will not change.
9236
9237 Arguments:
9238 """"""""""
9239
9240 The first argument is a constant integer representing the size of the
9241 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
9242 to the object.
9243
9244 Semantics:
9245 """"""""""
9246
9247 This intrinsic indicates that until an ``llvm.invariant.end`` that uses
9248 the return value, the referenced memory location is constant and
9249 unchanging.
9250
9251 '``llvm.invariant.end``' Intrinsic
9252 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9253
9254 Syntax:
9255 """""""
9256
9257 ::
9258
9259       declare void @llvm.invariant.end({}* <start>, i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
9260
9261 Overview:
9262 """""""""
9263
9264 The '``llvm.invariant.end``' intrinsic specifies that the contents of a
9265 memory object are mutable.
9266
9267 Arguments:
9268 """"""""""
9269
9270 The first argument is the matching ``llvm.invariant.start`` intrinsic.
9271 The second argument is a constant integer representing the size of the
9272 object, or -1 if it is variable sized and the third argument is a
9273 pointer to the object.
9274
9275 Semantics:
9276 """"""""""
9277
9278 This intrinsic indicates that the memory is mutable again.
9279
9280 General Intrinsics
9281 ------------------
9282
9283 This class of intrinsics is designed to be generic and has no specific
9284 purpose.
9285
9286 '``llvm.var.annotation``' Intrinsic
9287 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9288
9289 Syntax:
9290 """""""
9291
9292 ::
9293
9294       declare void @llvm.var.annotation(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9295
9296 Overview:
9297 """""""""
9298
9299 The '``llvm.var.annotation``' intrinsic.
9300
9301 Arguments:
9302 """"""""""
9303
9304 The first argument is a pointer to a value, the second is a pointer to a
9305 global string, the third is a pointer to a global string which is the
9306 source file name, and the last argument is the line number.
9307
9308 Semantics:
9309 """"""""""
9310
9311 This intrinsic allows annotation of local variables with arbitrary
9312 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want
9313 to look for these annotations. These have no other defined use; they are
9314 ignored by code generation and optimization.
9315
9316 '``llvm.ptr.annotation.*``' Intrinsic
9317 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9318
9319 Syntax:
9320 """""""
9321
9322 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.ptr.annotation``' on a
9323 pointer to an integer of any width. *NOTE* you must specify an address space for
9324 the pointer. The identifier for the default address space is the integer
9325 '``0``'.
9326
9327 ::
9328
9329       declare i8*   @llvm.ptr.annotation.p<address space>i8(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9330       declare i16*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i16(i16* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9331       declare i32*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i32(i32* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9332       declare i64*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i64(i64* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9333       declare i256* @llvm.ptr.annotation.p<address space>i256(i256* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9334
9335 Overview:
9336 """""""""
9337
9338 The '``llvm.ptr.annotation``' intrinsic.
9339
9340 Arguments:
9341 """"""""""
9342
9343 The first argument is a pointer to an integer value of arbitrary bitwidth
9344 (result of some expression), the second is a pointer to a global string, the
9345 third is a pointer to a global string which is the source file name, and the
9346 last argument is the line number. It returns the value of the first argument.
9347
9348 Semantics:
9349 """"""""""
9350
9351 This intrinsic allows annotation of a pointer to an integer with arbitrary
9352 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want to look
9353 for these annotations. These have no other defined use; they are ignored by code
9354 generation and optimization.
9355
9356 '``llvm.annotation.*``' Intrinsic
9357 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9358
9359 Syntax:
9360 """""""
9361
9362 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.annotation``' on
9363 any integer bit width.
9364
9365 ::
9366
9367       declare i8 @llvm.annotation.i8(i8 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9368       declare i16 @llvm.annotation.i16(i16 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9369       declare i32 @llvm.annotation.i32(i32 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9370       declare i64 @llvm.annotation.i64(i64 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9371       declare i256 @llvm.annotation.i256(i256 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
9372
9373 Overview:
9374 """""""""
9375
9376 The '``llvm.annotation``' intrinsic.
9377
9378 Arguments:
9379 """"""""""
9380
9381 The first argument is an integer value (result of some expression), the
9382 second is a pointer to a global string, the third is a pointer to a
9383 global string which is the source file name, and the last argument is
9384 the line number. It returns the value of the first argument.
9385
9386 Semantics:
9387 """"""""""
9388
9389 This intrinsic allows annotations to be put on arbitrary expressions
9390 with arbitrary strings. This can be useful for special purpose
9391 optimizations that want to look for these annotations. These have no
9392 other defined use; they are ignored by code generation and optimization.
9393
9394 '``llvm.trap``' Intrinsic
9395 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9396
9397 Syntax:
9398 """""""
9399
9400 ::
9401
9402       declare void @llvm.trap() noreturn nounwind
9403
9404 Overview:
9405 """""""""
9406
9407 The '``llvm.trap``' intrinsic.
9408
9409 Arguments:
9410 """"""""""
9411
9412 None.
9413
9414 Semantics:
9415 """"""""""
9416
9417 This intrinsic is lowered to the target dependent trap instruction. If
9418 the target does not have a trap instruction, this intrinsic will be
9419 lowered to a call of the ``abort()`` function.
9420
9421 '``llvm.debugtrap``' Intrinsic
9422 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9423
9424 Syntax:
9425 """""""
9426
9427 ::
9428
9429       declare void @llvm.debugtrap() nounwind
9430
9431 Overview:
9432 """""""""
9433
9434 The '``llvm.debugtrap``' intrinsic.
9435
9436 Arguments:
9437 """"""""""
9438
9439 None.
9440
9441 Semantics:
9442 """"""""""
9443
9444 This intrinsic is lowered to code which is intended to cause an
9445 execution trap with the intention of requesting the attention of a
9446 debugger.
9447
9448 '``llvm.stackprotector``' Intrinsic
9449 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9450
9451 Syntax:
9452 """""""
9453
9454 ::
9455
9456       declare void @llvm.stackprotector(i8* <guard>, i8** <slot>)
9457
9458 Overview:
9459 """""""""
9460
9461 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic takes the ``guard`` and stores it
9462 onto the stack at ``slot``. The stack slot is adjusted to ensure that it
9463 is placed on the stack before local variables.
9464
9465 Arguments:
9466 """"""""""
9467
9468 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic requires two pointer arguments.
9469 The first argument is the value loaded from the stack guard
9470 ``@__stack_chk_guard``. The second variable is an ``alloca`` that has
9471 enough space to hold the value of the guard.
9472
9473 Semantics:
9474 """"""""""
9475
9476 This intrinsic causes the prologue/epilogue inserter to force the position of
9477 the ``AllocaInst`` stack slot to be before local variables on the stack. This is
9478 to ensure that if a local variable on the stack is overwritten, it will destroy
9479 the value of the guard. When the function exits, the guard on the stack is
9480 checked against the original guard by ``llvm.stackprotectorcheck``. If they are
9481 different, then ``llvm.stackprotectorcheck`` causes the program to abort by
9482 calling the ``__stack_chk_fail()`` function.
9483
9484 '``llvm.stackprotectorcheck``' Intrinsic
9485 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9486
9487 Syntax:
9488 """""""
9489
9490 ::
9491
9492       declare void @llvm.stackprotectorcheck(i8** <guard>)
9493
9494 Overview:
9495 """""""""
9496
9497 The ``llvm.stackprotectorcheck`` intrinsic compares ``guard`` against an already
9498 created stack protector and if they are not equal calls the
9499 ``__stack_chk_fail()`` function.
9500
9501 Arguments:
9502 """"""""""
9503
9504 The ``llvm.stackprotectorcheck`` intrinsic requires one pointer argument, the
9505 the variable ``@__stack_chk_guard``.
9506
9507 Semantics:
9508 """"""""""
9509
9510 This intrinsic is provided to perform the stack protector check by comparing
9511 ``guard`` with the stack slot created by ``llvm.stackprotector`` and if the
9512 values do not match call the ``__stack_chk_fail()`` function.
9513
9514 The reason to provide this as an IR level intrinsic instead of implementing it
9515 via other IR operations is that in order to perform this operation at the IR
9516 level without an intrinsic, one would need to create additional basic blocks to
9517 handle the success/failure cases. This makes it difficult to stop the stack
9518 protector check from disrupting sibling tail calls in Codegen. With this
9519 intrinsic, we are able to generate the stack protector basic blocks late in
9520 codegen after the tail call decision has occurred.
9521
9522 '``llvm.objectsize``' Intrinsic
9523 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9524
9525 Syntax:
9526 """""""
9527
9528 ::
9529
9530       declare i32 @llvm.objectsize.i32(i8* <object>, i1 <min>)
9531       declare i64 @llvm.objectsize.i64(i8* <object>, i1 <min>)
9532
9533 Overview:
9534 """""""""
9535
9536 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is designed to provide information to
9537 the optimizers to determine at compile time whether a) an operation
9538 (like memcpy) will overflow a buffer that corresponds to an object, or
9539 b) that a runtime check for overflow isn't necessary. An object in this
9540 context means an allocation of a specific class, structure, array, or
9541 other object.
9542
9543 Arguments:
9544 """"""""""
9545
9546 The ``llvm.objectsize`` intrinsic takes two arguments. The first
9547 argument is a pointer to or into the ``object``. The second argument is
9548 a boolean and determines whether ``llvm.objectsize`` returns 0 (if true)
9549 or -1 (if false) when the object size is unknown. The second argument
9550 only accepts constants.
9551
9552 Semantics:
9553 """"""""""
9554
9555 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is lowered to a constant representing
9556 the size of the object concerned. If the size cannot be determined at
9557 compile time, ``llvm.objectsize`` returns ``i32/i64 -1 or 0`` (depending
9558 on the ``min`` argument).
9559
9560 '``llvm.expect``' Intrinsic
9561 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9562
9563 Syntax:
9564 """""""
9565
9566 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.expect`` on any
9567 integer bit width.
9568
9569 ::
9570
9571       declare i1 @llvm.expect.i1(i1 <val>, i1 <expected_val>)
9572       declare i32 @llvm.expect.i32(i32 <val>, i32 <expected_val>)
9573       declare i64 @llvm.expect.i64(i64 <val>, i64 <expected_val>)
9574
9575 Overview:
9576 """""""""
9577
9578 The ``llvm.expect`` intrinsic provides information about expected (the
9579 most probable) value of ``val``, which can be used by optimizers.
9580
9581 Arguments:
9582 """"""""""
9583
9584 The ``llvm.expect`` intrinsic takes two arguments. The first argument is
9585 a value. The second argument is an expected value, this needs to be a
9586 constant value, variables are not allowed.
9587
9588 Semantics:
9589 """"""""""
9590
9591 This intrinsic is lowered to the ``val``.
9592
9593 '``llvm.assume``' Intrinsic
9594 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9595
9596 Syntax:
9597 """""""
9598
9599 ::
9600
9601       declare void @llvm.assume(i1 %cond)
9602
9603 Overview:
9604 """""""""
9605
9606 The ``llvm.assume`` allows the optimizer to assume that the provided
9607 condition is true. This information can then be used in simplifying other parts
9608 of the code.
9609
9610 Arguments:
9611 """"""""""
9612
9613 The condition which the optimizer may assume is always true.
9614
9615 Semantics:
9616 """"""""""
9617
9618 The intrinsic allows the optimizer to assume that the provided condition is
9619 always true whenever the control flow reaches the intrinsic call. No code is
9620 generated for this intrinsic, and instructions that contribute only to the
9621 provided condition are not used for code generation. If the condition is
9622 violated during execution, the behavior is undefined.
9623
9624 Please note that optimizer might limit the transformations performed on values
9625 used by the ``llvm.assume`` intrinsic in order to preserve the instructions
9626 only used to form the intrinsic's input argument. This might prove undesirable
9627 if the extra information provided by the ``llvm.assume`` intrinsic does cause
9628 sufficient overall improvement in code quality. For this reason,
9629 ``llvm.assume`` should not be used to document basic mathematical invariants
9630 that the optimizer can otherwise deduce or facts that are of little use to the
9631 optimizer.
9632
9633 '``llvm.donothing``' Intrinsic
9634 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9635
9636 Syntax:
9637 """""""
9638
9639 ::
9640
9641       declare void @llvm.donothing() nounwind readnone
9642
9643 Overview:
9644 """""""""
9645
9646 The ``llvm.donothing`` intrinsic doesn't perform any operation. It's one of only
9647 two intrinsics (besides ``llvm.experimental.patchpoint``) that can be called
9648 with an invoke instruction.
9649
9650 Arguments:
9651 """"""""""
9652
9653 None.
9654
9655 Semantics:
9656 """"""""""
9657
9658 This intrinsic does nothing, and it's removed by optimizers and ignored
9659 by codegen.
9660
9661 Stack Map Intrinsics
9662 --------------------
9663
9664 LLVM provides experimental intrinsics to support runtime patching
9665 mechanisms commonly desired in dynamic language JITs. These intrinsics
9666 are described in :doc:`StackMaps`.