OSDN Git Service

[Remarks] Emit a section containing remark diagnostics metadata
[android-x86/external-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 values to suppress mangling.
84 #. Unnamed values are represented as an unsigned numeric value with
85    their prefix. For example, ``%12``, ``@2``, ``%44``.
86 #. Constants, which are described in the section Constants_ below.
87
88 LLVM requires that values start with a prefix for two reasons: Compilers
89 don't need to worry about name clashes with reserved words, and the set
90 of reserved words may be expanded in the future without penalty.
91 Additionally, unnamed identifiers allow a compiler to quickly come up
92 with a temporary variable without having to avoid symbol table
93 conflicts.
94
95 Reserved words in LLVM are very similar to reserved words in other
96 languages. There are keywords for different opcodes ('``add``',
97 '``bitcast``', '``ret``', etc...), for primitive type names ('``void``',
98 '``i32``', etc...), and others. These reserved words cannot conflict
99 with variable names, because none of them start with a prefix character
100 (``'%'`` or ``'@'``).
101
102 Here is an example of LLVM code to multiply the integer variable
103 '``%X``' by 8:
104
105 The easy way:
106
107 .. code-block:: llvm
108
109     %result = mul i32 %X, 8
110
111 After strength reduction:
112
113 .. code-block:: llvm
114
115     %result = shl i32 %X, 3
116
117 And the hard way:
118
119 .. code-block:: llvm
120
121     %0 = add i32 %X, %X           ; yields i32:%0
122     %1 = add i32 %0, %0           ; yields i32:%1
123     %result = add i32 %1, %1
124
125 This last way of multiplying ``%X`` by 8 illustrates several important
126 lexical features of LLVM:
127
128 #. Comments are delimited with a '``;``' and go until the end of line.
129 #. Unnamed temporaries are created when the result of a computation is
130    not assigned to a named value.
131 #. Unnamed temporaries are numbered sequentially (using a per-function
132    incrementing counter, starting with 0). Note that basic blocks and unnamed
133    function parameters are included in this numbering. For example, if the
134    entry basic block is not given a label name and all function parameters are
135    named, then it will get number 0.
136
137 It also shows a convention that we follow in this document. When
138 demonstrating instructions, we will follow an instruction with a comment
139 that defines the type and name of value produced.
140
141 High Level Structure
142 ====================
143
144 Module Structure
145 ----------------
146
147 LLVM programs are composed of ``Module``'s, each of which is a
148 translation unit of the input programs. Each module consists of
149 functions, global variables, and symbol table entries. Modules may be
150 combined together with the LLVM linker, which merges function (and
151 global variable) definitions, resolves forward declarations, and merges
152 symbol table entries. Here is an example of the "hello world" module:
153
154 .. code-block:: llvm
155
156     ; Declare the string constant as a global constant.
157     @.str = private unnamed_addr constant [13 x i8] c"hello world\0A\00"
158
159     ; External declaration of the puts function
160     declare i32 @puts(i8* nocapture) nounwind
161
162     ; Definition of main function
163     define i32 @main() {   ; i32()*
164       ; Convert [13 x i8]* to i8*...
165       %cast210 = getelementptr [13 x i8], [13 x i8]* @.str, i64 0, i64 0
166
167       ; Call puts function to write out the string to stdout.
168       call i32 @puts(i8* %cast210)
169       ret i32 0
170     }
171
172     ; Named metadata
173     !0 = !{i32 42, null, !"string"}
174     !foo = !{!0}
175
176 This example is made up of a :ref:`global variable <globalvars>` named
177 "``.str``", an external declaration of the "``puts``" function, a
178 :ref:`function definition <functionstructure>` for "``main``" and
179 :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` "``foo``".
180
181 In general, a module is made up of a list of global values (where both
182 functions and global variables are global values). Global values are
183 represented by a pointer to a memory location (in this case, a pointer
184 to an array of char, and a pointer to a function), and have one of the
185 following :ref:`linkage types <linkage>`.
186
187 .. _linkage:
188
189 Linkage Types
190 -------------
191
192 All Global Variables and Functions have one of the following types of
193 linkage:
194
195 ``private``
196     Global values with "``private``" linkage are only directly
197     accessible by objects in the current module. In particular, linking
198     code into a module with a 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 into
208     the object file corresponding to the LLVM module. From the linker's
209     perspective, an ``available_externally`` global is equivalent to
210     an external declaration. They exist to allow inlining and other
211     optimizations to take place given knowledge of the definition of the
212     global, which is known to be somewhere outside the module. Globals
213     with ``available_externally`` linkage are allowed to be discarded at
214     will, and allow inlining and other optimizations. This linkage type is
215     only allowed on definitions, not declarations.
216 ``linkonce``
217     Globals with "``linkonce``" linkage are merged with other globals of
218     the same name when linkage occurs. This can be used to implement
219     some forms of inline functions, templates, or other code which must
220     be generated in each translation unit that uses it, but where the
221     body may be overridden with a more definitive definition later.
222     Unreferenced ``linkonce`` globals are allowed to be discarded. Note
223     that ``linkonce`` linkage does not actually allow the optimizer to
224     inline the body of this function into callers because it doesn't
225     know if this definition of the function is the definitive definition
226     within the program or whether it will be overridden by a stronger
227     definition. To enable inlining and other optimizations, use
228     "``linkonce_odr``" linkage.
229 ``weak``
230     "``weak``" linkage has the same merging semantics as ``linkonce``
231     linkage, except that unreferenced globals with ``weak`` linkage may
232     not be discarded. This is used for globals that are declared "weak"
233     in C source code.
234 ``common``
235     "``common``" linkage is most similar to "``weak``" linkage, but they
236     are used for tentative definitions in C, such as "``int X;``" at
237     global scope. Symbols with "``common``" linkage are merged in the
238     same way as ``weak symbols``, and they may not be deleted if
239     unreferenced. ``common`` symbols may not have an explicit section,
240     must have a zero initializer, and may not be marked
241     ':ref:`constant <globalvars>`'. Functions and aliases may not have
242     common linkage.
243
244 .. _linkage_appending:
245
246 ``appending``
247     "``appending``" linkage may only be applied to global variables of
248     pointer to array type. When two global variables with appending
249     linkage are linked together, the two global arrays are appended
250     together. This is the LLVM, typesafe, equivalent of having the
251     system linker append together "sections" with identical names when
252     .o files are linked.
253
254     Unfortunately this doesn't correspond to any feature in .o files, so it
255     can only be used for variables like ``llvm.global_ctors`` which llvm
256     interprets specially.
257
258 ``extern_weak``
259     The semantics of this linkage follow the ELF object file model: the
260     symbol is weak until linked, if not linked, the symbol becomes null
261     instead of being an undefined reference.
262 ``linkonce_odr``, ``weak_odr``
263     Some languages allow differing globals to be merged, such as two
264     functions with different semantics. Other languages, such as
265     ``C++``, ensure that only equivalent globals are ever merged (the
266     "one definition rule" --- "ODR"). Such languages can use the
267     ``linkonce_odr`` and ``weak_odr`` linkage types to indicate that the
268     global will only be merged with equivalent globals. These linkage
269     types are otherwise the same as their non-``odr`` versions.
270 ``external``
271     If none of the above identifiers are used, the global is externally
272     visible, meaning that it participates in linkage and can be used to
273     resolve external symbol references.
274
275 It is illegal for a function *declaration* to have any linkage type
276 other than ``external`` or ``extern_weak``.
277
278 .. _callingconv:
279
280 Calling Conventions
281 -------------------
282
283 LLVM :ref:`functions <functionstructure>`, :ref:`calls <i_call>` and
284 :ref:`invokes <i_invoke>` can all have an optional calling convention
285 specified for the call. The calling convention of any pair of dynamic
286 caller/callee must match, or the behavior of the program is undefined.
287 The following calling conventions are supported by LLVM, and more may be
288 added in the future:
289
290 "``ccc``" - The C calling convention
291     This calling convention (the default if no other calling convention
292     is specified) matches the target C calling conventions. This calling
293     convention supports varargs function calls and tolerates some
294     mismatch in the declared prototype and implemented declaration of
295     the function (as does normal C).
296 "``fastcc``" - The fast calling convention
297     This calling convention attempts to make calls as fast as possible
298     (e.g. by passing things in registers). This calling convention
299     allows the target to use whatever tricks it wants to produce fast
300     code for the target, without having to conform to an externally
301     specified ABI (Application Binary Interface). `Tail calls can only
302     be optimized when this, the GHC or the HiPE convention is
303     used. <CodeGenerator.html#id80>`_ This calling convention does not
304     support varargs and requires the prototype of all callees to exactly
305     match the prototype of the function definition.
306 "``coldcc``" - The cold calling convention
307     This calling convention attempts to make code in the caller as
308     efficient as possible under the assumption that the call is not
309     commonly executed. As such, these calls often preserve all registers
310     so that the call does not break any live ranges in the caller side.
311     This calling convention does not support varargs and requires the
312     prototype of all callees to exactly match the prototype of the
313     function definition. Furthermore the inliner doesn't consider such function
314     calls for inlining.
315 "``cc 10``" - GHC convention
316     This calling convention has been implemented specifically for use by
317     the `Glasgow Haskell Compiler (GHC) <http://www.haskell.org/ghc>`_.
318     It passes everything in registers, going to extremes to achieve this
319     by disabling callee save registers. This calling convention should
320     not be used lightly but only for specific situations such as an
321     alternative to the *register pinning* performance technique often
322     used when implementing functional programming languages. At the
323     moment only X86 supports this convention and it has the following
324     limitations:
325
326     -  On *X86-32* only supports up to 4 bit type parameters. No
327        floating-point types are supported.
328     -  On *X86-64* only supports up to 10 bit type parameters and 6
329        floating-point parameters.
330
331     This calling convention supports `tail call
332     optimization <CodeGenerator.html#id80>`_ but requires both the
333     caller and callee are using it.
334 "``cc 11``" - The HiPE calling convention
335     This calling convention has been implemented specifically for use by
336     the `High-Performance Erlang
337     (HiPE) <http://www.it.uu.se/research/group/hipe/>`_ compiler, *the*
338     native code compiler of the `Ericsson's Open Source Erlang/OTP
339     system <http://www.erlang.org/download.shtml>`_. It uses more
340     registers for argument passing than the ordinary C calling
341     convention and defines no callee-saved registers. The calling
342     convention properly supports `tail call
343     optimization <CodeGenerator.html#id80>`_ but requires that both the
344     caller and the callee use it. It uses a *register pinning*
345     mechanism, similar to GHC's convention, for keeping frequently
346     accessed runtime components pinned to specific hardware registers.
347     At the moment only X86 supports this convention (both 32 and 64
348     bit).
349 "``webkit_jscc``" - WebKit's JavaScript calling convention
350     This calling convention has been implemented for `WebKit FTL JIT
351     <https://trac.webkit.org/wiki/FTLJIT>`_. It passes arguments on the
352     stack right to left (as cdecl does), and returns a value in the
353     platform's customary return register.
354 "``anyregcc``" - Dynamic calling convention for code patching
355     This is a special convention that supports patching an arbitrary code
356     sequence in place of a call site. This convention forces the call
357     arguments into registers but allows them to be dynamically
358     allocated. This can currently only be used with calls to
359     llvm.experimental.patchpoint because only this intrinsic records
360     the location of its arguments in a side table. See :doc:`StackMaps`.
361 "``preserve_mostcc``" - The `PreserveMost` calling convention
362     This calling convention attempts to make the code in the caller as
363     unintrusive as possible. This convention behaves identically to the `C`
364     calling convention on how arguments and return values are passed, but it
365     uses a different set of caller/callee-saved registers. This alleviates the
366     burden of saving and recovering a large register set before and after the
367     call in the caller. If the arguments are passed in callee-saved registers,
368     then they will be preserved by the callee across the call. This doesn't
369     apply for values returned in callee-saved registers.
370
371     - On X86-64 the callee preserves all general purpose registers, except for
372       R11. R11 can be used as a scratch register. Floating-point registers
373       (XMMs/YMMs) are not preserved and need to be saved by the caller.
374
375     The idea behind this convention is to support calls to runtime functions
376     that have a hot path and a cold path. The hot path is usually a small piece
377     of code that doesn't use many registers. The cold path might need to call out to
378     another function and therefore only needs to preserve the caller-saved
379     registers, which haven't already been saved by the caller. The
380     `PreserveMost` calling convention is very similar to the `cold` calling
381     convention in terms of caller/callee-saved registers, but they are used for
382     different types of function calls. `coldcc` is for function calls that are
383     rarely executed, whereas `preserve_mostcc` function calls are intended to be
384     on the hot path and definitely executed a lot. Furthermore `preserve_mostcc`
385     doesn't prevent the inliner from inlining the function call.
386
387     This calling convention will be used by a future version of the ObjectiveC
388     runtime and should therefore still be considered experimental at this time.
389     Although this convention was created to optimize certain runtime calls to
390     the ObjectiveC runtime, it is not limited to this runtime and might be used
391     by other runtimes in the future too. The current implementation only
392     supports X86-64, but the intention is to support more architectures in the
393     future.
394 "``preserve_allcc``" - The `PreserveAll` calling convention
395     This calling convention attempts to make the code in the caller even less
396     intrusive than the `PreserveMost` calling convention. This calling
397     convention also behaves identical to the `C` calling convention on how
398     arguments and return values are passed, but it uses a different set of
399     caller/callee-saved registers. This removes the burden of saving and
400     recovering a large register set before and after the call in the caller. If
401     the arguments are passed in callee-saved registers, then they will be
402     preserved by the callee across the call. This doesn't apply for values
403     returned in callee-saved registers.
404
405     - On X86-64 the callee preserves all general purpose registers, except for
406       R11. R11 can be used as a scratch register. Furthermore it also preserves
407       all floating-point registers (XMMs/YMMs).
408
409     The idea behind this convention is to support calls to runtime functions
410     that don't need to call out to any other functions.
411
412     This calling convention, like the `PreserveMost` calling convention, will be
413     used by a future version of the ObjectiveC runtime and should be considered
414     experimental at this time.
415 "``cxx_fast_tlscc``" - The `CXX_FAST_TLS` calling convention for access functions
416     Clang generates an access function to access C++-style TLS. The access
417     function generally has an entry block, an exit block and an initialization
418     block that is run at the first time. The entry and exit blocks can access
419     a few TLS IR variables, each access will be lowered to a platform-specific
420     sequence.
421
422     This calling convention aims to minimize overhead in the caller by
423     preserving as many registers as possible (all the registers that are
424     perserved on the fast path, composed of the entry and exit blocks).
425
426     This calling convention behaves identical to the `C` calling convention on
427     how arguments and return values are passed, but it uses a different set of
428     caller/callee-saved registers.
429
430     Given that each platform has its own lowering sequence, hence its own set
431     of preserved registers, we can't use the existing `PreserveMost`.
432
433     - On X86-64 the callee preserves all general purpose registers, except for
434       RDI and RAX.
435 "``swiftcc``" - This calling convention is used for Swift language.
436     - On X86-64 RCX and R8 are available for additional integer returns, and
437       XMM2 and XMM3 are available for additional FP/vector returns.
438     - On iOS platforms, we use AAPCS-VFP calling convention.
439 "``cc <n>``" - Numbered convention
440     Any calling convention may be specified by number, allowing
441     target-specific calling conventions to be used. Target specific
442     calling conventions start at 64.
443
444 More calling conventions can be added/defined on an as-needed basis, to
445 support Pascal conventions or any other well-known target-independent
446 convention.
447
448 .. _visibilitystyles:
449
450 Visibility Styles
451 -----------------
452
453 All Global Variables and Functions have one of the following visibility
454 styles:
455
456 "``default``" - Default style
457     On targets that use the ELF object file format, default visibility
458     means that the declaration is visible to other modules and, in
459     shared libraries, means that the declared entity may be overridden.
460     On Darwin, default visibility means that the declaration is visible
461     to other modules. Default visibility corresponds to "external
462     linkage" in the language.
463 "``hidden``" - Hidden style
464     Two declarations of an object with hidden visibility refer to the
465     same object if they are in the same shared object. Usually, hidden
466     visibility indicates that the symbol will not be placed into the
467     dynamic symbol table, so no other module (executable or shared
468     library) can reference it directly.
469 "``protected``" - Protected style
470     On ELF, protected visibility indicates that the symbol will be
471     placed in the dynamic symbol table, but that references within the
472     defining module will bind to the local symbol. That is, the symbol
473     cannot be overridden by another module.
474
475 A symbol with ``internal`` or ``private`` linkage must have ``default``
476 visibility.
477
478 .. _dllstorageclass:
479
480 DLL Storage Classes
481 -------------------
482
483 All Global Variables, Functions and Aliases can have one of the following
484 DLL storage class:
485
486 ``dllimport``
487     "``dllimport``" causes the compiler to reference a function or variable via
488     a global pointer to a pointer that is set up by the DLL exporting the
489     symbol. On Microsoft Windows targets, the pointer name is formed by
490     combining ``__imp_`` and the function or variable name.
491 ``dllexport``
492     "``dllexport``" causes the compiler to provide a global pointer to a pointer
493     in a DLL, so that it can be referenced with the ``dllimport`` attribute. On
494     Microsoft Windows targets, the pointer name is formed by combining
495     ``__imp_`` and the function or variable name. Since this storage class
496     exists for defining a dll interface, the compiler, assembler and linker know
497     it is externally referenced and must refrain from deleting the symbol.
498
499 .. _tls_model:
500
501 Thread Local Storage Models
502 ---------------------------
503
504 A variable may be defined as ``thread_local``, which means that it will
505 not be shared by threads (each thread will have a separated copy of the
506 variable). Not all targets support thread-local variables. Optionally, a
507 TLS model may be specified:
508
509 ``localdynamic``
510     For variables that are only used within the current shared library.
511 ``initialexec``
512     For variables in modules that will not be loaded dynamically.
513 ``localexec``
514     For variables defined in the executable and only used within it.
515
516 If no explicit model is given, the "general dynamic" model is used.
517
518 The models correspond to the ELF TLS models; see `ELF Handling For
519 Thread-Local Storage <http://people.redhat.com/drepper/tls.pdf>`_ for
520 more information on under which circumstances the different models may
521 be used. The target may choose a different TLS model if the specified
522 model is not supported, or if a better choice of model can be made.
523
524 A model can also be specified in an alias, but then it only governs how
525 the alias is accessed. It will not have any effect in the aliasee.
526
527 For platforms without linker support of ELF TLS model, the -femulated-tls
528 flag can be used to generate GCC compatible emulated TLS code.
529
530 .. _runtime_preemption_model:
531
532 Runtime Preemption Specifiers
533 -----------------------------
534
535 Global variables, functions and aliases may have an optional runtime preemption
536 specifier. If a preemption specifier isn't given explicitly, then a
537 symbol is assumed to be ``dso_preemptable``.
538
539 ``dso_preemptable``
540     Indicates that the function or variable may be replaced by a symbol from
541     outside the linkage unit at runtime.
542
543 ``dso_local``
544     The compiler may assume that a function or variable marked as ``dso_local``
545     will resolve to a symbol within the same linkage unit. Direct access will
546     be generated even if the definition is not within this compilation unit.
547
548 .. _namedtypes:
549
550 Structure Types
551 ---------------
552
553 LLVM IR allows you to specify both "identified" and "literal" :ref:`structure
554 types <t_struct>`. Literal types are uniqued structurally, but identified types
555 are never uniqued. An :ref:`opaque structural type <t_opaque>` can also be used
556 to forward declare a type that is not yet available.
557
558 An example of an identified structure specification is:
559
560 .. code-block:: llvm
561
562     %mytype = type { %mytype*, i32 }
563
564 Prior to the LLVM 3.0 release, identified types were structurally uniqued. Only
565 literal types are uniqued in recent versions of LLVM.
566
567 .. _nointptrtype:
568
569 Non-Integral Pointer Type
570 -------------------------
571
572 Note: non-integral pointer types are a work in progress, and they should be
573 considered experimental at this time.
574
575 LLVM IR optionally allows the frontend to denote pointers in certain address
576 spaces as "non-integral" via the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>`.
577 Non-integral pointer types represent pointers that have an *unspecified* bitwise
578 representation; that is, the integral representation may be target dependent or
579 unstable (not backed by a fixed integer).
580
581 ``inttoptr`` instructions converting integers to non-integral pointer types are
582 ill-typed, and so are ``ptrtoint`` instructions converting values of
583 non-integral pointer types to integers.  Vector versions of said instructions
584 are ill-typed as well.
585
586 .. _globalvars:
587
588 Global Variables
589 ----------------
590
591 Global variables define regions of memory allocated at compilation time
592 instead of run-time.
593
594 Global variable definitions must be initialized.
595
596 Global variables in other translation units can also be declared, in which
597 case they don't have an initializer.
598
599 Either global variable definitions or declarations may have an explicit section
600 to be placed in and may have an optional explicit alignment specified. If there
601 is a mismatch between the explicit or inferred section information for the
602 variable declaration and its definition the resulting behavior is undefined.
603
604 A variable may be defined as a global ``constant``, which indicates that
605 the contents of the variable will **never** be modified (enabling better
606 optimization, allowing the global data to be placed in the read-only
607 section of an executable, etc). Note that variables that need runtime
608 initialization cannot be marked ``constant`` as there is a store to the
609 variable.
610
611 LLVM explicitly allows *declarations* of global variables to be marked
612 constant, even if the final definition of the global is not. This
613 capability can be used to enable slightly better optimization of the
614 program, but requires the language definition to guarantee that
615 optimizations based on the 'constantness' are valid for the translation
616 units that do not include the definition.
617
618 As SSA values, global variables define pointer values that are in scope
619 (i.e. they dominate) all basic blocks in the program. Global variables
620 always define a pointer to their "content" type because they describe a
621 region of memory, and all memory objects in LLVM are accessed through
622 pointers.
623
624 Global variables can be marked with ``unnamed_addr`` which indicates
625 that the address is not significant, only the content. Constants marked
626 like this can be merged with other constants if they have the same
627 initializer. Note that a constant with significant address *can* be
628 merged with a ``unnamed_addr`` constant, the result being a constant
629 whose address is significant.
630
631 If the ``local_unnamed_addr`` attribute is given, the address is known to
632 not be significant within the module.
633
634 A global variable may be declared to reside in a target-specific
635 numbered address space. For targets that support them, address spaces
636 may affect how optimizations are performed and/or what target
637 instructions are used to access the variable. The default address space
638 is zero. The address space qualifier must precede any other attributes.
639
640 LLVM allows an explicit section to be specified for globals. If the
641 target supports it, it will emit globals to the section specified.
642 Additionally, the global can placed in a comdat if the target has the necessary
643 support.
644
645 External declarations may have an explicit section specified. Section
646 information is retained in LLVM IR for targets that make use of this
647 information. Attaching section information to an external declaration is an
648 assertion that its definition is located in the specified section. If the
649 definition is located in a different section, the behavior is undefined.
650
651 By default, global initializers are optimized by assuming that global
652 variables defined within the module are not modified from their
653 initial values before the start of the global initializer. This is
654 true even for variables potentially accessible from outside the
655 module, including those with external linkage or appearing in
656 ``@llvm.used`` or dllexported variables. This assumption may be suppressed
657 by marking the variable with ``externally_initialized``.
658
659 An explicit alignment may be specified for a global, which must be a
660 power of 2. If not present, or if the alignment is set to zero, the
661 alignment of the global is set by the target to whatever it feels
662 convenient. If an explicit alignment is specified, the global is forced
663 to have exactly that alignment. Targets and optimizers are not allowed
664 to over-align the global if the global has an assigned section. In this
665 case, the extra alignment could be observable: for example, code could
666 assume that the globals are densely packed in their section and try to
667 iterate over them as an array, alignment padding would break this
668 iteration. The maximum alignment is ``1 << 29``.
669
670 Globals can also have a :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`,
671 an optional :ref:`runtime preemption specifier <runtime_preemption_model>`,
672 an optional :ref:`global attributes <glattrs>` and
673 an optional list of attached :ref:`metadata <metadata>`.
674
675 Variables and aliases can have a
676 :ref:`Thread Local Storage Model <tls_model>`.
677
678 Syntax::
679
680       @<GlobalVarName> = [Linkage] [PreemptionSpecifier] [Visibility]
681                          [DLLStorageClass] [ThreadLocal]
682                          [(unnamed_addr|local_unnamed_addr)] [AddrSpace]
683                          [ExternallyInitialized]
684                          <global | constant> <Type> [<InitializerConstant>]
685                          [, section "name"] [, comdat [($name)]]
686                          [, align <Alignment>] (, !name !N)*
687
688 For example, the following defines a global in a numbered address space
689 with an initializer, section, and alignment:
690
691 .. code-block:: llvm
692
693     @G = addrspace(5) constant float 1.0, section "foo", align 4
694
695 The following example just declares a global variable
696
697 .. code-block:: llvm
698
699    @G = external global i32
700
701 The following example defines a thread-local global with the
702 ``initialexec`` TLS model:
703
704 .. code-block:: llvm
705
706     @G = thread_local(initialexec) global i32 0, align 4
707
708 .. _functionstructure:
709
710 Functions
711 ---------
712
713 LLVM function definitions consist of the "``define``" keyword, an
714 optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional :ref:`runtime preemption
715 specifier <runtime_preemption_model>`,  an optional :ref:`visibility
716 style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`,
717 an optional :ref:`calling convention <callingconv>`,
718 an optional ``unnamed_addr`` attribute, a return type, an optional
719 :ref:`parameter attribute <paramattrs>` for the return type, a function
720 name, a (possibly empty) argument list (each with optional :ref:`parameter
721 attributes <paramattrs>`), optional :ref:`function attributes <fnattrs>`,
722 an optional address space, an optional section, an optional alignment,
723 an optional :ref:`comdat <langref_comdats>`,
724 an optional :ref:`garbage collector name <gc>`, an optional :ref:`prefix <prefixdata>`,
725 an optional :ref:`prologue <prologuedata>`,
726 an optional :ref:`personality <personalityfn>`,
727 an optional list of attached :ref:`metadata <metadata>`,
728 an opening curly brace, a list of basic blocks, and a closing curly brace.
729
730 LLVM function declarations consist of the "``declare``" keyword, an
731 optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional :ref:`visibility style
732 <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`, an
733 optional :ref:`calling convention <callingconv>`, an optional ``unnamed_addr``
734 or ``local_unnamed_addr`` attribute, an optional address space, a return type,
735 an optional :ref:`parameter attribute <paramattrs>` for the return type, a function name, a possibly
736 empty list of arguments, an optional alignment, an optional :ref:`garbage
737 collector name <gc>`, an optional :ref:`prefix <prefixdata>`, and an optional
738 :ref:`prologue <prologuedata>`.
739
740 A function definition contains a list of basic blocks, forming the CFG (Control
741 Flow Graph) for the function. Each basic block may optionally start with a label
742 (giving the basic block a symbol table entry), contains a list of instructions,
743 and ends with a :ref:`terminator <terminators>` instruction (such as a branch or
744 function return). If an explicit label name is not provided, a block is assigned
745 an implicit numbered label, using the next value from the same counter as used
746 for unnamed temporaries (:ref:`see above<identifiers>`). For example, if a
747 function entry block does not have an explicit label, it will be assigned label
748 "%0", then the first unnamed temporary in that block will be "%1", etc. If a
749 numeric label is explicitly specified, it must match the numeric label that
750 would be used implicitly.
751
752 The first basic block in a function is special in two ways: it is
753 immediately executed on entrance to the function, and it is not allowed
754 to have predecessor basic blocks (i.e. there can not be any branches to
755 the entry block of a function). Because the block can have no
756 predecessors, it also cannot have any :ref:`PHI nodes <i_phi>`.
757
758 LLVM allows an explicit section to be specified for functions. If the
759 target supports it, it will emit functions to the section specified.
760 Additionally, the function can be placed in a COMDAT.
761
762 An explicit alignment may be specified for a function. If not present,
763 or if the alignment is set to zero, the alignment of the function is set
764 by the target to whatever it feels convenient. If an explicit alignment
765 is specified, the function is forced to have at least that much
766 alignment. All alignments must be a power of 2.
767
768 If the ``unnamed_addr`` attribute is given, the address is known to not
769 be significant and two identical functions can be merged.
770
771 If the ``local_unnamed_addr`` attribute is given, the address is known to
772 not be significant within the module.
773
774 If an explicit address space is not given, it will default to the program
775 address space from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>`.
776
777 Syntax::
778
779     define [linkage] [PreemptionSpecifier] [visibility] [DLLStorageClass]
780            [cconv] [ret attrs]
781            <ResultType> @<FunctionName> ([argument list])
782            [(unnamed_addr|local_unnamed_addr)] [AddrSpace] [fn Attrs]
783            [section "name"] [comdat [($name)]] [align N] [gc] [prefix Constant]
784            [prologue Constant] [personality Constant] (!name !N)* { ... }
785
786 The argument list is a comma separated sequence of arguments where each
787 argument is of the following form:
788
789 Syntax::
790
791    <type> [parameter Attrs] [name]
792
793
794 .. _langref_aliases:
795
796 Aliases
797 -------
798
799 Aliases, unlike function or variables, don't create any new data. They
800 are just a new symbol and metadata for an existing position.
801
802 Aliases have a name and an aliasee that is either a global value or a
803 constant expression.
804
805 Aliases may have an optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional
806 :ref:`runtime preemption specifier <runtime_preemption_model>`, an optional
807 :ref:`visibility style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class
808 <dllstorageclass>` and an optional :ref:`tls model <tls_model>`.
809
810 Syntax::
811
812     @<Name> = [Linkage] [PreemptionSpecifier] [Visibility] [DLLStorageClass] [ThreadLocal] [(unnamed_addr|local_unnamed_addr)] alias <AliaseeTy>, <AliaseeTy>* @<Aliasee>
813
814 The linkage must be one of ``private``, ``internal``, ``linkonce``, ``weak``,
815 ``linkonce_odr``, ``weak_odr``, ``external``. Note that some system linkers
816 might not correctly handle dropping a weak symbol that is aliased.
817
818 Aliases that are not ``unnamed_addr`` are guaranteed to have the same address as
819 the aliasee expression. ``unnamed_addr`` ones are only guaranteed to point
820 to the same content.
821
822 If the ``local_unnamed_addr`` attribute is given, the address is known to
823 not be significant within the module.
824
825 Since aliases are only a second name, some restrictions apply, of which
826 some can only be checked when producing an object file:
827
828 * The expression defining the aliasee must be computable at assembly
829   time. Since it is just a name, no relocations can be used.
830
831 * No alias in the expression can be weak as the possibility of the
832   intermediate alias being overridden cannot be represented in an
833   object file.
834
835 * No global value in the expression can be a declaration, since that
836   would require a relocation, which is not possible.
837
838 .. _langref_ifunc:
839
840 IFuncs
841 -------
842
843 IFuncs, like as aliases, don't create any new data or func. They are just a new
844 symbol that dynamic linker resolves at runtime by calling a resolver function.
845
846 IFuncs have a name and a resolver that is a function called by dynamic linker
847 that returns address of another function associated with the name.
848
849 IFunc may have an optional :ref:`linkage type <linkage>` and an optional
850 :ref:`visibility style <visibility>`.
851
852 Syntax::
853
854     @<Name> = [Linkage] [Visibility] ifunc <IFuncTy>, <ResolverTy>* @<Resolver>
855
856
857 .. _langref_comdats:
858
859 Comdats
860 -------
861
862 Comdat IR provides access to COFF and ELF object file COMDAT functionality.
863
864 Comdats have a name which represents the COMDAT key. All global objects that
865 specify this key will only end up in the final object file if the linker chooses
866 that key over some other key. Aliases are placed in the same COMDAT that their
867 aliasee computes to, if any.
868
869 Comdats have a selection kind to provide input on how the linker should
870 choose between keys in two different object files.
871
872 Syntax::
873
874     $<Name> = comdat SelectionKind
875
876 The selection kind must be one of the following:
877
878 ``any``
879     The linker may choose any COMDAT key, the choice is arbitrary.
880 ``exactmatch``
881     The linker may choose any COMDAT key but the sections must contain the
882     same data.
883 ``largest``
884     The linker will choose the section containing the largest COMDAT key.
885 ``noduplicates``
886     The linker requires that only section with this COMDAT key exist.
887 ``samesize``
888     The linker may choose any COMDAT key but the sections must contain the
889     same amount of data.
890
891 Note that the Mach-O platform doesn't support COMDATs, and ELF and WebAssembly
892 only support ``any`` as a selection kind.
893
894 Here is an example of a COMDAT group where a function will only be selected if
895 the COMDAT key's section is the largest:
896
897 .. code-block:: text
898
899    $foo = comdat largest
900    @foo = global i32 2, comdat($foo)
901
902    define void @bar() comdat($foo) {
903      ret void
904    }
905
906 As a syntactic sugar the ``$name`` can be omitted if the name is the same as
907 the global name:
908
909 .. code-block:: text
910
911   $foo = comdat any
912   @foo = global i32 2, comdat
913
914
915 In a COFF object file, this will create a COMDAT section with selection kind
916 ``IMAGE_COMDAT_SELECT_LARGEST`` containing the contents of the ``@foo`` symbol
917 and another COMDAT section with selection kind
918 ``IMAGE_COMDAT_SELECT_ASSOCIATIVE`` which is associated with the first COMDAT
919 section and contains the contents of the ``@bar`` symbol.
920
921 There are some restrictions on the properties of the global object.
922 It, or an alias to it, must have the same name as the COMDAT group when
923 targeting COFF.
924 The contents and size of this object may be used during link-time to determine
925 which COMDAT groups get selected depending on the selection kind.
926 Because the name of the object must match the name of the COMDAT group, the
927 linkage of the global object must not be local; local symbols can get renamed
928 if a collision occurs in the symbol table.
929
930 The combined use of COMDATS and section attributes may yield surprising results.
931 For example:
932
933 .. code-block:: text
934
935    $foo = comdat any
936    $bar = comdat any
937    @g1 = global i32 42, section "sec", comdat($foo)
938    @g2 = global i32 42, section "sec", comdat($bar)
939
940 From the object file perspective, this requires the creation of two sections
941 with the same name. This is necessary because both globals belong to different
942 COMDAT groups and COMDATs, at the object file level, are represented by
943 sections.
944
945 Note that certain IR constructs like global variables and functions may
946 create COMDATs in the object file in addition to any which are specified using
947 COMDAT IR. This arises when the code generator is configured to emit globals
948 in individual sections (e.g. when `-data-sections` or `-function-sections`
949 is supplied to `llc`).
950
951 .. _namedmetadatastructure:
952
953 Named Metadata
954 --------------
955
956 Named metadata is a collection of metadata. :ref:`Metadata
957 nodes <metadata>` (but not metadata strings) are the only valid
958 operands for a named metadata.
959
960 #. Named metadata are represented as a string of characters with the
961    metadata prefix. The rules for metadata names are the same as for
962    identifiers, but quoted names are not allowed. ``"\xx"`` type escapes
963    are still valid, which allows any character to be part of a name.
964
965 Syntax::
966
967     ; Some unnamed metadata nodes, which are referenced by the named metadata.
968     !0 = !{!"zero"}
969     !1 = !{!"one"}
970     !2 = !{!"two"}
971     ; A named metadata.
972     !name = !{!0, !1, !2}
973
974 .. _paramattrs:
975
976 Parameter Attributes
977 --------------------
978
979 The return type and each parameter of a function type may have a set of
980 *parameter attributes* associated with them. Parameter attributes are
981 used to communicate additional information about the result or
982 parameters of a function. Parameter attributes are considered to be part
983 of the function, not of the function type, so functions with different
984 parameter attributes can have the same function type.
985
986 Parameter attributes are simple keywords that follow the type specified.
987 If multiple parameter attributes are needed, they are space separated.
988 For example:
989
990 .. code-block:: llvm
991
992     declare i32 @printf(i8* noalias nocapture, ...)
993     declare i32 @atoi(i8 zeroext)
994     declare signext i8 @returns_signed_char()
995
996 Note that any attributes for the function result (``nounwind``,
997 ``readonly``) come immediately after the argument list.
998
999 Currently, only the following parameter attributes are defined:
1000
1001 ``zeroext``
1002     This indicates to the code generator that the parameter or return
1003     value should be zero-extended to the extent required by the target's
1004     ABI by the caller (for a parameter) or the callee (for a return value).
1005 ``signext``
1006     This indicates to the code generator that the parameter or return
1007     value should be sign-extended to the extent required by the target's
1008     ABI (which is usually 32-bits) by the caller (for a parameter) or
1009     the callee (for a return value).
1010 ``inreg``
1011     This indicates that this parameter or return value should be treated
1012     in a special target-dependent fashion while emitting code for
1013     a function call or return (usually, by putting it in a register as
1014     opposed to memory, though some targets use it to distinguish between
1015     two different kinds of registers). Use of this attribute is
1016     target-specific.
1017 ``byval``
1018     This indicates that the pointer parameter should really be passed by
1019     value to the function. The attribute implies that a hidden copy of
1020     the pointee is made between the caller and the callee, so the callee
1021     is unable to modify the value in the caller. This attribute is only
1022     valid on LLVM pointer arguments. It is generally used to pass
1023     structs and arrays by value, but is also valid on pointers to
1024     scalars. The copy is considered to belong to the caller not the
1025     callee (for example, ``readonly`` functions should not write to
1026     ``byval`` parameters). This is not a valid attribute for return
1027     values.
1028
1029     The byval attribute also supports specifying an alignment with the
1030     align attribute. It indicates the alignment of the stack slot to
1031     form and the known alignment of the pointer specified to the call
1032     site. If the alignment is not specified, then the code generator
1033     makes a target-specific assumption.
1034
1035 .. _attr_inalloca:
1036
1037 ``inalloca``
1038
1039     The ``inalloca`` argument attribute allows the caller to take the
1040     address of outgoing stack arguments. An ``inalloca`` argument must
1041     be a pointer to stack memory produced by an ``alloca`` instruction.
1042     The alloca, or argument allocation, must also be tagged with the
1043     inalloca keyword. Only the last argument may have the ``inalloca``
1044     attribute, and that argument is guaranteed to be passed in memory.
1045
1046     An argument allocation may be used by a call at most once because
1047     the call may deallocate it. The ``inalloca`` attribute cannot be
1048     used in conjunction with other attributes that affect argument
1049     storage, like ``inreg``, ``nest``, ``sret``, or ``byval``. The
1050     ``inalloca`` attribute also disables LLVM's implicit lowering of
1051     large aggregate return values, which means that frontend authors
1052     must lower them with ``sret`` pointers.
1053
1054     When the call site is reached, the argument allocation must have
1055     been the most recent stack allocation that is still live, or the
1056     behavior is undefined. It is possible to allocate additional stack
1057     space after an argument allocation and before its call site, but it
1058     must be cleared off with :ref:`llvm.stackrestore
1059     <int_stackrestore>`.
1060
1061     See :doc:`InAlloca` for more information on how to use this
1062     attribute.
1063
1064 ``sret``
1065     This indicates that the pointer parameter specifies the address of a
1066     structure that is the return value of the function in the source
1067     program. This pointer must be guaranteed by the caller to be valid:
1068     loads and stores to the structure may be assumed by the callee not
1069     to trap and to be properly aligned. This is not a valid attribute
1070     for return values.
1071
1072 .. _attr_align:
1073
1074 ``align <n>``
1075     This indicates that the pointer value may be assumed by the optimizer to
1076     have the specified alignment.  If the pointer value does not have the
1077     specified alignment, behavior is undefined.
1078
1079     Note that this attribute has additional semantics when combined with the
1080     ``byval`` attribute, which are documented there.
1081
1082 .. _noalias:
1083
1084 ``noalias``
1085     This indicates that objects accessed via pointer values
1086     :ref:`based <pointeraliasing>` on the argument or return value are not also
1087     accessed, during the execution of the function, via pointer values not
1088     *based* on the argument or return value. The attribute on a return value
1089     also has additional semantics described below. The caller shares the
1090     responsibility with the callee for ensuring that these requirements are met.
1091     For further details, please see the discussion of the NoAlias response in
1092     :ref:`alias analysis <Must, May, or No>`.
1093
1094     Note that this definition of ``noalias`` is intentionally similar
1095     to the definition of ``restrict`` in C99 for function arguments.
1096
1097     For function return values, C99's ``restrict`` is not meaningful,
1098     while LLVM's ``noalias`` is. Furthermore, the semantics of the ``noalias``
1099     attribute on return values are stronger than the semantics of the attribute
1100     when used on function arguments. On function return values, the ``noalias``
1101     attribute indicates that the function acts like a system memory allocation
1102     function, returning a pointer to allocated storage disjoint from the
1103     storage for any other object accessible to the caller.
1104
1105 ``nocapture``
1106     This indicates that the callee does not make any copies of the
1107     pointer that outlive the callee itself. This is not a valid
1108     attribute for return values.  Addresses used in volatile operations
1109     are considered to be captured.
1110
1111 .. _nest:
1112
1113 ``nest``
1114     This indicates that the pointer parameter can be excised using the
1115     :ref:`trampoline intrinsics <int_trampoline>`. This is not a valid
1116     attribute for return values and can only be applied to one parameter.
1117
1118 ``returned``
1119     This indicates that the function always returns the argument as its return
1120     value. This is a hint to the optimizer and code generator used when
1121     generating the caller, allowing value propagation, tail call optimization,
1122     and omission of register saves and restores in some cases; it is not
1123     checked or enforced when generating the callee. The parameter and the
1124     function return type must be valid operands for the
1125     :ref:`bitcast instruction <i_bitcast>`. This is not a valid attribute for
1126     return values and can only be applied to one parameter.
1127
1128 ``nonnull``
1129     This indicates that the parameter or return pointer is not null. This
1130     attribute may only be applied to pointer typed parameters. This is not
1131     checked or enforced by LLVM; if the parameter or return pointer is null,
1132     the behavior is undefined.
1133
1134 ``dereferenceable(<n>)``
1135     This indicates that the parameter or return pointer is dereferenceable. This
1136     attribute may only be applied to pointer typed parameters. A pointer that
1137     is dereferenceable can be loaded from speculatively without a risk of
1138     trapping. The number of bytes known to be dereferenceable must be provided
1139     in parentheses. It is legal for the number of bytes to be less than the
1140     size of the pointee type. The ``nonnull`` attribute does not imply
1141     dereferenceability (consider a pointer to one element past the end of an
1142     array), however ``dereferenceable(<n>)`` does imply ``nonnull`` in
1143     ``addrspace(0)`` (which is the default address space).
1144
1145 ``dereferenceable_or_null(<n>)``
1146     This indicates that the parameter or return value isn't both
1147     non-null and non-dereferenceable (up to ``<n>`` bytes) at the same
1148     time. All non-null pointers tagged with
1149     ``dereferenceable_or_null(<n>)`` are ``dereferenceable(<n>)``.
1150     For address space 0 ``dereferenceable_or_null(<n>)`` implies that
1151     a pointer is exactly one of ``dereferenceable(<n>)`` or ``null``,
1152     and in other address spaces ``dereferenceable_or_null(<n>)``
1153     implies that a pointer is at least one of ``dereferenceable(<n>)``
1154     or ``null`` (i.e. it may be both ``null`` and
1155     ``dereferenceable(<n>)``). This attribute may only be applied to
1156     pointer typed parameters.
1157
1158 ``swiftself``
1159     This indicates that the parameter is the self/context parameter. This is not
1160     a valid attribute for return values and can only be applied to one
1161     parameter.
1162
1163 ``swifterror``
1164     This attribute is motivated to model and optimize Swift error handling. It
1165     can be applied to a parameter with pointer to pointer type or a
1166     pointer-sized alloca. At the call site, the actual argument that corresponds
1167     to a ``swifterror`` parameter has to come from a ``swifterror`` alloca or
1168     the ``swifterror`` parameter of the caller. A ``swifterror`` value (either
1169     the parameter or the alloca) can only be loaded and stored from, or used as
1170     a ``swifterror`` argument. This is not a valid attribute for return values
1171     and can only be applied to one parameter.
1172
1173     These constraints allow the calling convention to optimize access to
1174     ``swifterror`` variables by associating them with a specific register at
1175     call boundaries rather than placing them in memory. Since this does change
1176     the calling convention, a function which uses the ``swifterror`` attribute
1177     on a parameter is not ABI-compatible with one which does not.
1178
1179     These constraints also allow LLVM to assume that a ``swifterror`` argument
1180     does not alias any other memory visible within a function and that a
1181     ``swifterror`` alloca passed as an argument does not escape.
1182
1183 ``immarg``
1184     This indicates the parameter is required to be an immediate
1185     value. This must be a trivial immediate integer or floating-point
1186     constant. Undef or constant expressions are not valid. This is
1187     only valid on intrinsic declarations and cannot be applied to a
1188     call site or arbitrary function.
1189
1190 .. _gc:
1191
1192 Garbage Collector Strategy Names
1193 --------------------------------
1194
1195 Each function may specify a garbage collector strategy name, which is simply a
1196 string:
1197
1198 .. code-block:: llvm
1199
1200     define void @f() gc "name" { ... }
1201
1202 The supported values of *name* includes those :ref:`built in to LLVM
1203 <builtin-gc-strategies>` and any provided by loaded plugins. Specifying a GC
1204 strategy will cause the compiler to alter its output in order to support the
1205 named garbage collection algorithm. Note that LLVM itself does not contain a
1206 garbage collector, this functionality is restricted to generating machine code
1207 which can interoperate with a collector provided externally.
1208
1209 .. _prefixdata:
1210
1211 Prefix Data
1212 -----------
1213
1214 Prefix data is data associated with a function which the code
1215 generator will emit immediately before the function's entrypoint.
1216 The purpose of this feature is to allow frontends to associate
1217 language-specific runtime metadata with specific functions and make it
1218 available through the function pointer while still allowing the
1219 function pointer to be called.
1220
1221 To access the data for a given function, a program may bitcast the
1222 function pointer to a pointer to the constant's type and dereference
1223 index -1. This implies that the IR symbol points just past the end of
1224 the prefix data. For instance, take the example of a function annotated
1225 with a single ``i32``,
1226
1227 .. code-block:: llvm
1228
1229     define void @f() prefix i32 123 { ... }
1230
1231 The prefix data can be referenced as,
1232
1233 .. code-block:: llvm
1234
1235     %0 = bitcast void* () @f to i32*
1236     %a = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i32 -1
1237     %b = load i32, i32* %a
1238
1239 Prefix data is laid out as if it were an initializer for a global variable
1240 of the prefix data's type. The function will be placed such that the
1241 beginning of the prefix data is aligned. This means that if the size
1242 of the prefix data is not a multiple of the alignment size, the
1243 function's entrypoint will not be aligned. If alignment of the
1244 function's entrypoint is desired, padding must be added to the prefix
1245 data.
1246
1247 A function may have prefix data but no body. This has similar semantics
1248 to the ``available_externally`` linkage in that the data may be used by the
1249 optimizers but will not be emitted in the object file.
1250
1251 .. _prologuedata:
1252
1253 Prologue Data
1254 -------------
1255
1256 The ``prologue`` attribute allows arbitrary code (encoded as bytes) to
1257 be inserted prior to the function body. This can be used for enabling
1258 function hot-patching and instrumentation.
1259
1260 To maintain the semantics of ordinary function calls, the prologue data must
1261 have a particular format. Specifically, it must begin with a sequence of
1262 bytes which decode to a sequence of machine instructions, valid for the
1263 module's target, which transfer control to the point immediately succeeding
1264 the prologue data, without performing any other visible action. This allows
1265 the inliner and other passes to reason about the semantics of the function
1266 definition without needing to reason about the prologue data. Obviously this
1267 makes the format of the prologue data highly target dependent.
1268
1269 A trivial example of valid prologue data for the x86 architecture is ``i8 144``,
1270 which encodes the ``nop`` instruction:
1271
1272 .. code-block:: text
1273
1274     define void @f() prologue i8 144 { ... }
1275
1276 Generally prologue data can be formed by encoding a relative branch instruction
1277 which skips the metadata, as in this example of valid prologue data for the
1278 x86_64 architecture, where the first two bytes encode ``jmp .+10``:
1279
1280 .. code-block:: text
1281
1282     %0 = type <{ i8, i8, i8* }>
1283
1284     define void @f() prologue %0 <{ i8 235, i8 8, i8* @md}> { ... }
1285
1286 A function may have prologue data but no body. This has similar semantics
1287 to the ``available_externally`` linkage in that the data may be used by the
1288 optimizers but will not be emitted in the object file.
1289
1290 .. _personalityfn:
1291
1292 Personality Function
1293 --------------------
1294
1295 The ``personality`` attribute permits functions to specify what function
1296 to use for exception handling.
1297
1298 .. _attrgrp:
1299
1300 Attribute Groups
1301 ----------------
1302
1303 Attribute groups are groups of attributes that are referenced by objects within
1304 the IR. They are important for keeping ``.ll`` files readable, because a lot of
1305 functions will use the same set of attributes. In the degenerative case of a
1306 ``.ll`` file that corresponds to a single ``.c`` file, the single attribute
1307 group will capture the important command line flags used to build that file.
1308
1309 An attribute group is a module-level object. To use an attribute group, an
1310 object references the attribute group's ID (e.g. ``#37``). An object may refer
1311 to more than one attribute group. In that situation, the attributes from the
1312 different groups are merged.
1313
1314 Here is an example of attribute groups for a function that should always be
1315 inlined, has a stack alignment of 4, and which shouldn't use SSE instructions:
1316
1317 .. code-block:: llvm
1318
1319    ; Target-independent attributes:
1320    attributes #0 = { alwaysinline alignstack=4 }
1321
1322    ; Target-dependent attributes:
1323    attributes #1 = { "no-sse" }
1324
1325    ; Function @f has attributes: alwaysinline, alignstack=4, and "no-sse".
1326    define void @f() #0 #1 { ... }
1327
1328 .. _fnattrs:
1329
1330 Function Attributes
1331 -------------------
1332
1333 Function attributes are set to communicate additional information about
1334 a function. Function attributes are considered to be part of the
1335 function, not of the function type, so functions with different function
1336 attributes can have the same function type.
1337
1338 Function attributes are simple keywords that follow the type specified.
1339 If multiple attributes are needed, they are space separated. For
1340 example:
1341
1342 .. code-block:: llvm
1343
1344     define void @f() noinline { ... }
1345     define void @f() alwaysinline { ... }
1346     define void @f() alwaysinline optsize { ... }
1347     define void @f() optsize { ... }
1348
1349 ``alignstack(<n>)``
1350     This attribute indicates that, when emitting the prologue and
1351     epilogue, the backend should forcibly align the stack pointer.
1352     Specify the desired alignment, which must be a power of two, in
1353     parentheses.
1354 ``allocsize(<EltSizeParam>[, <NumEltsParam>])``
1355     This attribute indicates that the annotated function will always return at
1356     least a given number of bytes (or null). Its arguments are zero-indexed
1357     parameter numbers; if one argument is provided, then it's assumed that at
1358     least ``CallSite.Args[EltSizeParam]`` bytes will be available at the
1359     returned pointer. If two are provided, then it's assumed that
1360     ``CallSite.Args[EltSizeParam] * CallSite.Args[NumEltsParam]`` bytes are
1361     available. The referenced parameters must be integer types. No assumptions
1362     are made about the contents of the returned block of memory.
1363 ``alwaysinline``
1364     This attribute indicates that the inliner should attempt to inline
1365     this function into callers whenever possible, ignoring any active
1366     inlining size threshold for this caller.
1367 ``builtin``
1368     This indicates that the callee function at a call site should be
1369     recognized as a built-in function, even though the function's declaration
1370     uses the ``nobuiltin`` attribute. This is only valid at call sites for
1371     direct calls to functions that are declared with the ``nobuiltin``
1372     attribute.
1373 ``cold``
1374     This attribute indicates that this function is rarely called. When
1375     computing edge weights, basic blocks post-dominated by a cold
1376     function call are also considered to be cold; and, thus, given low
1377     weight.
1378 ``convergent``
1379     In some parallel execution models, there exist operations that cannot be
1380     made control-dependent on any additional values.  We call such operations
1381     ``convergent``, and mark them with this attribute.
1382
1383     The ``convergent`` attribute may appear on functions or call/invoke
1384     instructions.  When it appears on a function, it indicates that calls to
1385     this function should not be made control-dependent on additional values.
1386     For example, the intrinsic ``llvm.nvvm.barrier0`` is ``convergent``, so
1387     calls to this intrinsic cannot be made control-dependent on additional
1388     values.
1389
1390     When it appears on a call/invoke, the ``convergent`` attribute indicates
1391     that we should treat the call as though we're calling a convergent
1392     function.  This is particularly useful on indirect calls; without this we
1393     may treat such calls as though the target is non-convergent.
1394
1395     The optimizer may remove the ``convergent`` attribute on functions when it
1396     can prove that the function does not execute any convergent operations.
1397     Similarly, the optimizer may remove ``convergent`` on calls/invokes when it
1398     can prove that the call/invoke cannot call a convergent function.
1399 ``inaccessiblememonly``
1400     This attribute indicates that the function may only access memory that
1401     is not accessible by the module being compiled. This is a weaker form
1402     of ``readnone``. If the function reads or writes other memory, the
1403     behavior is undefined.
1404 ``inaccessiblemem_or_argmemonly``
1405     This attribute indicates that the function may only access memory that is
1406     either not accessible by the module being compiled, or is pointed to
1407     by its pointer arguments. This is a weaker form of  ``argmemonly``. If the
1408     function reads or writes other memory, the behavior is undefined.
1409 ``inlinehint``
1410     This attribute indicates that the source code contained a hint that
1411     inlining this function is desirable (such as the "inline" keyword in
1412     C/C++). It is just a hint; it imposes no requirements on the
1413     inliner.
1414 ``jumptable``
1415     This attribute indicates that the function should be added to a
1416     jump-instruction table at code-generation time, and that all address-taken
1417     references to this function should be replaced with a reference to the
1418     appropriate jump-instruction-table function pointer. Note that this creates
1419     a new pointer for the original function, which means that code that depends
1420     on function-pointer identity can break. So, any function annotated with
1421     ``jumptable`` must also be ``unnamed_addr``.
1422 ``minsize``
1423     This attribute suggests that optimization passes and code generator
1424     passes make choices that keep the code size of this function as small
1425     as possible and perform optimizations that may sacrifice runtime
1426     performance in order to minimize the size of the generated code.
1427 ``naked``
1428     This attribute disables prologue / epilogue emission for the
1429     function. This can have very system-specific consequences.
1430 ``no-jump-tables``
1431     When this attribute is set to true, the jump tables and lookup tables that
1432     can be generated from a switch case lowering are disabled.
1433 ``nobuiltin``
1434     This indicates that the callee function at a call site is not recognized as
1435     a built-in function. LLVM will retain the original call and not replace it
1436     with equivalent code based on the semantics of the built-in function, unless
1437     the call site uses the ``builtin`` attribute. This is valid at call sites
1438     and on function declarations and definitions.
1439 ``noduplicate``
1440     This attribute indicates that calls to the function cannot be
1441     duplicated. A call to a ``noduplicate`` function may be moved
1442     within its parent function, but may not be duplicated within
1443     its parent function.
1444
1445     A function containing a ``noduplicate`` call may still
1446     be an inlining candidate, provided that the call is not
1447     duplicated by inlining. That implies that the function has
1448     internal linkage and only has one call site, so the original
1449     call is dead after inlining.
1450 ``noimplicitfloat``
1451     This attributes disables implicit floating-point instructions.
1452 ``noinline``
1453     This attribute indicates that the inliner should never inline this
1454     function in any situation. This attribute may not be used together
1455     with the ``alwaysinline`` attribute.
1456 ``nonlazybind``
1457     This attribute suppresses lazy symbol binding for the function. This
1458     may make calls to the function faster, at the cost of extra program
1459     startup time if the function is not called during program startup.
1460 ``noredzone``
1461     This attribute indicates that the code generator should not use a
1462     red zone, even if the target-specific ABI normally permits it.
1463 ``indirect-tls-seg-refs``
1464     This attribute indicates that the code generator should not use
1465     direct TLS access through segment registers, even if the
1466     target-specific ABI normally permits it.
1467 ``noreturn``
1468     This function attribute indicates that the function never returns
1469     normally. This produces undefined behavior at runtime if the
1470     function ever does dynamically return.
1471 ``norecurse``
1472     This function attribute indicates that the function does not call itself
1473     either directly or indirectly down any possible call path. This produces
1474     undefined behavior at runtime if the function ever does recurse.
1475 ``nounwind``
1476     This function attribute indicates that the function never raises an
1477     exception. If the function does raise an exception, its runtime
1478     behavior is undefined. However, functions marked nounwind may still
1479     trap or generate asynchronous exceptions. Exception handling schemes
1480     that are recognized by LLVM to handle asynchronous exceptions, such
1481     as SEH, will still provide their implementation defined semantics.
1482 ``"null-pointer-is-valid"``
1483    If ``"null-pointer-is-valid"`` is set to ``"true"``, then ``null`` address
1484    in address-space 0 is considered to be a valid address for memory loads and
1485    stores. Any analysis or optimization should not treat dereferencing a
1486    pointer to ``null`` as undefined behavior in this function.
1487    Note: Comparing address of a global variable to ``null`` may still
1488    evaluate to false because of a limitation in querying this attribute inside
1489    constant expressions.
1490 ``optforfuzzing``
1491     This attribute indicates that this function should be optimized
1492     for maximum fuzzing signal.
1493 ``optnone``
1494     This function attribute indicates that most optimization passes will skip
1495     this function, with the exception of interprocedural optimization passes.
1496     Code generation defaults to the "fast" instruction selector.
1497     This attribute cannot be used together with the ``alwaysinline``
1498     attribute; this attribute is also incompatible
1499     with the ``minsize`` attribute and the ``optsize`` attribute.
1500
1501     This attribute requires the ``noinline`` attribute to be specified on
1502     the function as well, so the function is never inlined into any caller.
1503     Only functions with the ``alwaysinline`` attribute are valid
1504     candidates for inlining into the body of this function.
1505 ``optsize``
1506     This attribute suggests that optimization passes and code generator
1507     passes make choices that keep the code size of this function low,
1508     and otherwise do optimizations specifically to reduce code size as
1509     long as they do not significantly impact runtime performance.
1510 ``"patchable-function"``
1511     This attribute tells the code generator that the code
1512     generated for this function needs to follow certain conventions that
1513     make it possible for a runtime function to patch over it later.
1514     The exact effect of this attribute depends on its string value,
1515     for which there currently is one legal possibility:
1516
1517      * ``"prologue-short-redirect"`` - This style of patchable
1518        function is intended to support patching a function prologue to
1519        redirect control away from the function in a thread safe
1520        manner.  It guarantees that the first instruction of the
1521        function will be large enough to accommodate a short jump
1522        instruction, and will be sufficiently aligned to allow being
1523        fully changed via an atomic compare-and-swap instruction.
1524        While the first requirement can be satisfied by inserting large
1525        enough NOP, LLVM can and will try to re-purpose an existing
1526        instruction (i.e. one that would have to be emitted anyway) as
1527        the patchable instruction larger than a short jump.
1528
1529        ``"prologue-short-redirect"`` is currently only supported on
1530        x86-64.
1531
1532     This attribute by itself does not imply restrictions on
1533     inter-procedural optimizations.  All of the semantic effects the
1534     patching may have to be separately conveyed via the linkage type.
1535 ``"probe-stack"``
1536     This attribute indicates that the function will trigger a guard region
1537     in the end of the stack. It ensures that accesses to the stack must be
1538     no further apart than the size of the guard region to a previous
1539     access of the stack. It takes one required string value, the name of
1540     the stack probing function that will be called.
1541
1542     If a function that has a ``"probe-stack"`` attribute is inlined into
1543     a function with another ``"probe-stack"`` attribute, the resulting
1544     function has the ``"probe-stack"`` attribute of the caller. If a
1545     function that has a ``"probe-stack"`` attribute is inlined into a
1546     function that has no ``"probe-stack"`` attribute at all, the resulting
1547     function has the ``"probe-stack"`` attribute of the callee.
1548 ``readnone``
1549     On a function, this attribute indicates that the function computes its
1550     result (or decides to unwind an exception) based strictly on its arguments,
1551     without dereferencing any pointer arguments or otherwise accessing
1552     any mutable state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
1553     caller functions. It does not write through any pointer arguments
1554     (including ``byval`` arguments) and never changes any state visible
1555     to callers. This means while it cannot unwind exceptions by calling
1556     the ``C++`` exception throwing methods (since they write to memory), there may
1557     be non-``C++`` mechanisms that throw exceptions without writing to LLVM
1558     visible memory.
1559
1560     On an argument, this attribute indicates that the function does not
1561     dereference that pointer argument, even though it may read or write the
1562     memory that the pointer points to if accessed through other pointers.
1563
1564     If a readnone function reads or writes memory visible to the program, or
1565     has other side-effects, the behavior is undefined. If a function reads from
1566     or writes to a readnone pointer argument, the behavior is undefined.
1567 ``readonly``
1568     On a function, this attribute indicates that the function does not write
1569     through any pointer arguments (including ``byval`` arguments) or otherwise
1570     modify any state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
1571     caller functions. It may dereference pointer arguments and read
1572     state that may be set in the caller. A readonly function always
1573     returns the same value (or unwinds an exception identically) when
1574     called with the same set of arguments and global state.  This means while it
1575     cannot unwind exceptions by calling the ``C++`` exception throwing methods
1576     (since they write to memory), there may be non-``C++`` mechanisms that throw
1577     exceptions without writing to LLVM visible memory.
1578
1579     On an argument, this attribute indicates that the function does not write
1580     through this pointer argument, even though it may write to the memory that
1581     the pointer points to.
1582
1583     If a readonly function writes memory visible to the program, or
1584     has other side-effects, the behavior is undefined. If a function writes to
1585     a readonly pointer argument, the behavior is undefined.
1586 ``"stack-probe-size"``
1587     This attribute controls the behavior of stack probes: either
1588     the ``"probe-stack"`` attribute, or ABI-required stack probes, if any.
1589     It defines the size of the guard region. It ensures that if the function
1590     may use more stack space than the size of the guard region, stack probing
1591     sequence will be emitted. It takes one required integer value, which
1592     is 4096 by default.
1593
1594     If a function that has a ``"stack-probe-size"`` attribute is inlined into
1595     a function with another ``"stack-probe-size"`` attribute, the resulting
1596     function has the ``"stack-probe-size"`` attribute that has the lower
1597     numeric value. If a function that has a ``"stack-probe-size"`` attribute is
1598     inlined into a function that has no ``"stack-probe-size"`` attribute
1599     at all, the resulting function has the ``"stack-probe-size"`` attribute
1600     of the callee.
1601 ``"no-stack-arg-probe"``
1602     This attribute disables ABI-required stack probes, if any.
1603 ``writeonly``
1604     On a function, this attribute indicates that the function may write to but
1605     does not read from memory.
1606
1607     On an argument, this attribute indicates that the function may write to but
1608     does not read through this pointer argument (even though it may read from
1609     the memory that the pointer points to).
1610
1611     If a writeonly function reads memory visible to the program, or
1612     has other side-effects, the behavior is undefined. If a function reads
1613     from a writeonly pointer argument, the behavior is undefined.
1614 ``argmemonly``
1615     This attribute indicates that the only memory accesses inside function are
1616     loads and stores from objects pointed to by its pointer-typed arguments,
1617     with arbitrary offsets. Or in other words, all memory operations in the
1618     function can refer to memory only using pointers based on its function
1619     arguments.
1620
1621     Note that ``argmemonly`` can be used together with ``readonly`` attribute
1622     in order to specify that function reads only from its arguments.
1623
1624     If an argmemonly function reads or writes memory other than the pointer
1625     arguments, or has other side-effects, the behavior is undefined.
1626 ``returns_twice``
1627     This attribute indicates that this function can return twice. The C
1628     ``setjmp`` is an example of such a function. The compiler disables
1629     some optimizations (like tail calls) in the caller of these
1630     functions.
1631 ``safestack``
1632     This attribute indicates that
1633     `SafeStack <http://clang.llvm.org/docs/SafeStack.html>`_
1634     protection is enabled for this function.
1635
1636     If a function that has a ``safestack`` attribute is inlined into a
1637     function that doesn't have a ``safestack`` attribute or which has an
1638     ``ssp``, ``sspstrong`` or ``sspreq`` attribute, then the resulting
1639     function will have a ``safestack`` attribute.
1640 ``sanitize_address``
1641     This attribute indicates that AddressSanitizer checks
1642     (dynamic address safety analysis) are enabled for this function.
1643 ``sanitize_memory``
1644     This attribute indicates that MemorySanitizer checks (dynamic detection
1645     of accesses to uninitialized memory) are enabled for this function.
1646 ``sanitize_thread``
1647     This attribute indicates that ThreadSanitizer checks
1648     (dynamic thread safety analysis) are enabled for this function.
1649 ``sanitize_hwaddress``
1650     This attribute indicates that HWAddressSanitizer checks
1651     (dynamic address safety analysis based on tagged pointers) are enabled for
1652     this function.
1653 ``speculative_load_hardening``
1654     This attribute indicates that
1655     `Speculative Load Hardening <https://llvm.org/docs/SpeculativeLoadHardening.html>`_
1656     should be enabled for the function body.
1657
1658     Speculative Load Hardening is a best-effort mitigation against
1659     information leak attacks that make use of control flow
1660     miss-speculation - specifically miss-speculation of whether a branch
1661     is taken or not. Typically vulnerabilities enabling such attacks are
1662     classified as "Spectre variant #1". Notably, this does not attempt to
1663     mitigate against miss-speculation of branch target, classified as
1664     "Spectre variant #2" vulnerabilities.
1665
1666     When inlining, the attribute is sticky. Inlining a function that carries
1667     this attribute will cause the caller to gain the attribute. This is intended
1668     to provide a maximally conservative model where the code in a function
1669     annotated with this attribute will always (even after inlining) end up
1670     hardened.
1671 ``speculatable``
1672     This function attribute indicates that the function does not have any
1673     effects besides calculating its result and does not have undefined behavior.
1674     Note that ``speculatable`` is not enough to conclude that along any
1675     particular execution path the number of calls to this function will not be
1676     externally observable. This attribute is only valid on functions
1677     and declarations, not on individual call sites. If a function is
1678     incorrectly marked as speculatable and really does exhibit
1679     undefined behavior, the undefined behavior may be observed even
1680     if the call site is dead code.
1681
1682 ``ssp``
1683     This attribute indicates that the function should emit a stack
1684     smashing protector. It is in the form of a "canary" --- a random value
1685     placed on the stack before the local variables that's checked upon
1686     return from the function to see if it has been overwritten. A
1687     heuristic is used to determine if a function needs stack protectors
1688     or not. The heuristic used will enable protectors for functions with:
1689
1690     - Character arrays larger than ``ssp-buffer-size`` (default 8).
1691     - Aggregates containing character arrays larger than ``ssp-buffer-size``.
1692     - Calls to alloca() with variable sizes or constant sizes greater than
1693       ``ssp-buffer-size``.
1694
1695     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1696     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1697
1698     If a function that has an ``ssp`` attribute is inlined into a
1699     function that doesn't have an ``ssp`` attribute, then the resulting
1700     function will have an ``ssp`` attribute.
1701 ``sspreq``
1702     This attribute indicates that the function should *always* emit a
1703     stack smashing protector. This overrides the ``ssp`` function
1704     attribute.
1705
1706     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1707     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1708     The specific layout rules are:
1709
1710     #. Large arrays and structures containing large arrays
1711        (``>= ssp-buffer-size``) are closest to the stack protector.
1712     #. Small arrays and structures containing small arrays
1713        (``< ssp-buffer-size``) are 2nd closest to the protector.
1714     #. Variables that have had their address taken are 3rd closest to the
1715        protector.
1716
1717     If a function that has an ``sspreq`` attribute is inlined into a
1718     function that doesn't have an ``sspreq`` attribute or which has an
1719     ``ssp`` or ``sspstrong`` attribute, then the resulting function will have
1720     an ``sspreq`` attribute.
1721 ``sspstrong``
1722     This attribute indicates that the function should emit a stack smashing
1723     protector. This attribute causes a strong heuristic to be used when
1724     determining if a function needs stack protectors. The strong heuristic
1725     will enable protectors for functions with:
1726
1727     - Arrays of any size and type
1728     - Aggregates containing an array of any size and type.
1729     - Calls to alloca().
1730     - Local variables that have had their address taken.
1731
1732     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1733     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1734     The specific layout rules are:
1735
1736     #. Large arrays and structures containing large arrays
1737        (``>= ssp-buffer-size``) are closest to the stack protector.
1738     #. Small arrays and structures containing small arrays
1739        (``< ssp-buffer-size``) are 2nd closest to the protector.
1740     #. Variables that have had their address taken are 3rd closest to the
1741        protector.
1742
1743     This overrides the ``ssp`` function attribute.
1744
1745     If a function that has an ``sspstrong`` attribute is inlined into a
1746     function that doesn't have an ``sspstrong`` attribute, then the
1747     resulting function will have an ``sspstrong`` attribute.
1748 ``strictfp``
1749     This attribute indicates that the function was called from a scope that
1750     requires strict floating-point semantics.  LLVM will not attempt any
1751     optimizations that require assumptions about the floating-point rounding
1752     mode or that might alter the state of floating-point status flags that
1753     might otherwise be set or cleared by calling this function.
1754 ``"thunk"``
1755     This attribute indicates that the function will delegate to some other
1756     function with a tail call. The prototype of a thunk should not be used for
1757     optimization purposes. The caller is expected to cast the thunk prototype to
1758     match the thunk target prototype.
1759 ``uwtable``
1760     This attribute indicates that the ABI being targeted requires that
1761     an unwind table entry be produced for this function even if we can
1762     show that no exceptions passes by it. This is normally the case for
1763     the ELF x86-64 abi, but it can be disabled for some compilation
1764     units.
1765 ``nocf_check``
1766     This attribute indicates that no control-flow check will be performed on
1767     the attributed entity. It disables -fcf-protection=<> for a specific
1768     entity to fine grain the HW control flow protection mechanism. The flag
1769     is target independent and currently appertains to a function or function
1770     pointer.
1771 ``shadowcallstack``
1772     This attribute indicates that the ShadowCallStack checks are enabled for
1773     the function. The instrumentation checks that the return address for the
1774     function has not changed between the function prolog and eiplog. It is
1775     currently x86_64-specific.
1776
1777 .. _glattrs:
1778
1779 Global Attributes
1780 -----------------
1781
1782 Attributes may be set to communicate additional information about a global variable.
1783 Unlike :ref:`function attributes <fnattrs>`, attributes on a global variable
1784 are grouped into a single :ref:`attribute group <attrgrp>`.
1785
1786 .. _opbundles:
1787
1788 Operand Bundles
1789 ---------------
1790
1791 Operand bundles are tagged sets of SSA values that can be associated
1792 with certain LLVM instructions (currently only ``call`` s and
1793 ``invoke`` s).  In a way they are like metadata, but dropping them is
1794 incorrect and will change program semantics.
1795
1796 Syntax::
1797
1798     operand bundle set ::= '[' operand bundle (, operand bundle )* ']'
1799     operand bundle ::= tag '(' [ bundle operand ] (, bundle operand )* ')'
1800     bundle operand ::= SSA value
1801     tag ::= string constant
1802
1803 Operand bundles are **not** part of a function's signature, and a
1804 given function may be called from multiple places with different kinds
1805 of operand bundles.  This reflects the fact that the operand bundles
1806 are conceptually a part of the ``call`` (or ``invoke``), not the
1807 callee being dispatched to.
1808
1809 Operand bundles are a generic mechanism intended to support
1810 runtime-introspection-like functionality for managed languages.  While
1811 the exact semantics of an operand bundle depend on the bundle tag,
1812 there are certain limitations to how much the presence of an operand
1813 bundle can influence the semantics of a program.  These restrictions
1814 are described as the semantics of an "unknown" operand bundle.  As
1815 long as the behavior of an operand bundle is describable within these
1816 restrictions, LLVM does not need to have special knowledge of the
1817 operand bundle to not miscompile programs containing it.
1818
1819 - The bundle operands for an unknown operand bundle escape in unknown
1820   ways before control is transferred to the callee or invokee.
1821 - Calls and invokes with operand bundles have unknown read / write
1822   effect on the heap on entry and exit (even if the call target is
1823   ``readnone`` or ``readonly``), unless they're overridden with
1824   callsite specific attributes.
1825 - An operand bundle at a call site cannot change the implementation
1826   of the called function.  Inter-procedural optimizations work as
1827   usual as long as they take into account the first two properties.
1828
1829 More specific types of operand bundles are described below.
1830
1831 .. _deopt_opbundles:
1832
1833 Deoptimization Operand Bundles
1834 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1835
1836 Deoptimization operand bundles are characterized by the ``"deopt"``
1837 operand bundle tag.  These operand bundles represent an alternate
1838 "safe" continuation for the call site they're attached to, and can be
1839 used by a suitable runtime to deoptimize the compiled frame at the
1840 specified call site.  There can be at most one ``"deopt"`` operand
1841 bundle attached to a call site.  Exact details of deoptimization is
1842 out of scope for the language reference, but it usually involves
1843 rewriting a compiled frame into a set of interpreted frames.
1844
1845 From the compiler's perspective, deoptimization operand bundles make
1846 the call sites they're attached to at least ``readonly``.  They read
1847 through all of their pointer typed operands (even if they're not
1848 otherwise escaped) and the entire visible heap.  Deoptimization
1849 operand bundles do not capture their operands except during
1850 deoptimization, in which case control will not be returned to the
1851 compiled frame.
1852
1853 The inliner knows how to inline through calls that have deoptimization
1854 operand bundles.  Just like inlining through a normal call site
1855 involves composing the normal and exceptional continuations, inlining
1856 through a call site with a deoptimization operand bundle needs to
1857 appropriately compose the "safe" deoptimization continuation.  The
1858 inliner does this by prepending the parent's deoptimization
1859 continuation to every deoptimization continuation in the inlined body.
1860 E.g. inlining ``@f`` into ``@g`` in the following example
1861
1862 .. code-block:: llvm
1863
1864     define void @f() {
1865       call void @x()  ;; no deopt state
1866       call void @y() [ "deopt"(i32 10) ]
1867       call void @y() [ "deopt"(i32 10), "unknown"(i8* null) ]
1868       ret void
1869     }
1870
1871     define void @g() {
1872       call void @f() [ "deopt"(i32 20) ]
1873       ret void
1874     }
1875
1876 will result in
1877
1878 .. code-block:: llvm
1879
1880     define void @g() {
1881       call void @x()  ;; still no deopt state
1882       call void @y() [ "deopt"(i32 20, i32 10) ]
1883       call void @y() [ "deopt"(i32 20, i32 10), "unknown"(i8* null) ]
1884       ret void
1885     }
1886
1887 It is the frontend's responsibility to structure or encode the
1888 deoptimization state in a way that syntactically prepending the
1889 caller's deoptimization state to the callee's deoptimization state is
1890 semantically equivalent to composing the caller's deoptimization
1891 continuation after the callee's deoptimization continuation.
1892
1893 .. _ob_funclet:
1894
1895 Funclet Operand Bundles
1896 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1897
1898 Funclet operand bundles are characterized by the ``"funclet"``
1899 operand bundle tag.  These operand bundles indicate that a call site
1900 is within a particular funclet.  There can be at most one
1901 ``"funclet"`` operand bundle attached to a call site and it must have
1902 exactly one bundle operand.
1903
1904 If any funclet EH pads have been "entered" but not "exited" (per the
1905 `description in the EH doc\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
1906 it is undefined behavior to execute a ``call`` or ``invoke`` which:
1907
1908 * does not have a ``"funclet"`` bundle and is not a ``call`` to a nounwind
1909   intrinsic, or
1910 * has a ``"funclet"`` bundle whose operand is not the most-recently-entered
1911   not-yet-exited funclet EH pad.
1912
1913 Similarly, if no funclet EH pads have been entered-but-not-yet-exited,
1914 executing a ``call`` or ``invoke`` with a ``"funclet"`` bundle is undefined behavior.
1915
1916 GC Transition Operand Bundles
1917 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1918
1919 GC transition operand bundles are characterized by the
1920 ``"gc-transition"`` operand bundle tag. These operand bundles mark a
1921 call as a transition between a function with one GC strategy to a
1922 function with a different GC strategy. If coordinating the transition
1923 between GC strategies requires additional code generation at the call
1924 site, these bundles may contain any values that are needed by the
1925 generated code.  For more details, see :ref:`GC Transitions
1926 <gc_transition_args>`.
1927
1928 .. _moduleasm:
1929
1930 Module-Level Inline Assembly
1931 ----------------------------
1932
1933 Modules may contain "module-level inline asm" blocks, which corresponds
1934 to the GCC "file scope inline asm" blocks. These blocks are internally
1935 concatenated by LLVM and treated as a single unit, but may be separated
1936 in the ``.ll`` file if desired. The syntax is very simple:
1937
1938 .. code-block:: llvm
1939
1940     module asm "inline asm code goes here"
1941     module asm "more can go here"
1942
1943 The strings can contain any character by escaping non-printable
1944 characters. The escape sequence used is simply "\\xx" where "xx" is the
1945 two digit hex code for the number.
1946
1947 Note that the assembly string *must* be parseable by LLVM's integrated assembler
1948 (unless it is disabled), even when emitting a ``.s`` file.
1949
1950 .. _langref_datalayout:
1951
1952 Data Layout
1953 -----------
1954
1955 A module may specify a target specific data layout string that specifies
1956 how data is to be laid out in memory. The syntax for the data layout is
1957 simply:
1958
1959 .. code-block:: llvm
1960
1961     target datalayout = "layout specification"
1962
1963 The *layout specification* consists of a list of specifications
1964 separated by the minus sign character ('-'). Each specification starts
1965 with a letter and may include other information after the letter to
1966 define some aspect of the data layout. The specifications accepted are
1967 as follows:
1968
1969 ``E``
1970     Specifies that the target lays out data in big-endian form. That is,
1971     the bits with the most significance have the lowest address
1972     location.
1973 ``e``
1974     Specifies that the target lays out data in little-endian form. That
1975     is, the bits with the least significance have the lowest address
1976     location.
1977 ``S<size>``
1978     Specifies the natural alignment of the stack in bits. Alignment
1979     promotion of stack variables is limited to the natural stack
1980     alignment to avoid dynamic stack realignment. The stack alignment
1981     must be a multiple of 8-bits. If omitted, the natural stack
1982     alignment defaults to "unspecified", which does not prevent any
1983     alignment promotions.
1984 ``P<address space>``
1985     Specifies the address space that corresponds to program memory.
1986     Harvard architectures can use this to specify what space LLVM
1987     should place things such as functions into. If omitted, the
1988     program memory space defaults to the default address space of 0,
1989     which corresponds to a Von Neumann architecture that has code
1990     and data in the same space.
1991 ``A<address space>``
1992     Specifies the address space of objects created by '``alloca``'.
1993     Defaults to the default address space of 0.
1994 ``p[n]:<size>:<abi>:<pref>:<idx>``
1995     This specifies the *size* of a pointer and its ``<abi>`` and
1996     ``<pref>``\erred alignments for address space ``n``. The fourth parameter
1997     ``<idx>`` is a size of index that used for address calculation. If not
1998     specified, the default index size is equal to the pointer size. All sizes
1999     are in bits. The address space, ``n``, is optional, and if not specified,
2000     denotes the default address space 0. The value of ``n`` must be
2001     in the range [1,2^23).
2002 ``i<size>:<abi>:<pref>``
2003     This specifies the alignment for an integer type of a given bit
2004     ``<size>``. The value of ``<size>`` must be in the range [1,2^23).
2005 ``v<size>:<abi>:<pref>``
2006     This specifies the alignment for a vector type of a given bit
2007     ``<size>``.
2008 ``f<size>:<abi>:<pref>``
2009     This specifies the alignment for a floating-point type of a given bit
2010     ``<size>``. Only values of ``<size>`` that are supported by the target
2011     will work. 32 (float) and 64 (double) are supported on all targets; 80
2012     or 128 (different flavors of long double) are also supported on some
2013     targets.
2014 ``a:<abi>:<pref>``
2015     This specifies the alignment for an object of aggregate type.
2016 ``F<type><abi>``
2017     This specifies the alignment for function pointers.
2018     The options for ``<type>`` are:
2019
2020     * ``i``: The alignment of function pointers is independent of the alignment
2021       of functions, and is a multiple of ``<abi>``.
2022     * ``n``: The alignment of function pointers is a multiple of the explicit
2023       alignment specified on the function, and is a multiple of ``<abi>``.
2024 ``m:<mangling>``
2025     If present, specifies that llvm names are mangled in the output. Symbols
2026     prefixed with the mangling escape character ``\01`` are passed through
2027     directly to the assembler without the escape character. The mangling style
2028     options are
2029
2030     * ``e``: ELF mangling: Private symbols get a ``.L`` prefix.
2031     * ``m``: Mips mangling: Private symbols get a ``$`` prefix.
2032     * ``o``: Mach-O mangling: Private symbols get ``L`` prefix. Other
2033       symbols get a ``_`` prefix.
2034     * ``x``: Windows x86 COFF mangling: Private symbols get the usual prefix.
2035       Regular C symbols get a ``_`` prefix. Functions with ``__stdcall``,
2036       ``__fastcall``, and ``__vectorcall`` have custom mangling that appends
2037       ``@N`` where N is the number of bytes used to pass parameters. C++ symbols
2038       starting with ``?`` are not mangled in any way.
2039     * ``w``: Windows COFF mangling: Similar to ``x``, except that normal C
2040       symbols do not receive a ``_`` prefix.
2041 ``n<size1>:<size2>:<size3>...``
2042     This specifies a set of native integer widths for the target CPU in
2043     bits. For example, it might contain ``n32`` for 32-bit PowerPC,
2044     ``n32:64`` for PowerPC 64, or ``n8:16:32:64`` for X86-64. Elements of
2045     this set are considered to support most general arithmetic operations
2046     efficiently.
2047 ``ni:<address space0>:<address space1>:<address space2>...``
2048     This specifies pointer types with the specified address spaces
2049     as :ref:`Non-Integral Pointer Type <nointptrtype>` s.  The ``0``
2050     address space cannot be specified as non-integral.
2051
2052 On every specification that takes a ``<abi>:<pref>``, specifying the
2053 ``<pref>`` alignment is optional. If omitted, the preceding ``:``
2054 should be omitted too and ``<pref>`` will be equal to ``<abi>``.
2055
2056 When constructing the data layout for a given target, LLVM starts with a
2057 default set of specifications which are then (possibly) overridden by
2058 the specifications in the ``datalayout`` keyword. The default
2059 specifications are given in this list:
2060
2061 -  ``E`` - big endian
2062 -  ``p:64:64:64`` - 64-bit pointers with 64-bit alignment.
2063 -  ``p[n]:64:64:64`` - Other address spaces are assumed to be the
2064    same as the default address space.
2065 -  ``S0`` - natural stack alignment is unspecified
2066 -  ``i1:8:8`` - i1 is 8-bit (byte) aligned
2067 -  ``i8:8:8`` - i8 is 8-bit (byte) aligned
2068 -  ``i16:16:16`` - i16 is 16-bit aligned
2069 -  ``i32:32:32`` - i32 is 32-bit aligned
2070 -  ``i64:32:64`` - i64 has ABI alignment of 32-bits but preferred
2071    alignment of 64-bits
2072 -  ``f16:16:16`` - half is 16-bit aligned
2073 -  ``f32:32:32`` - float is 32-bit aligned
2074 -  ``f64:64:64`` - double is 64-bit aligned
2075 -  ``f128:128:128`` - quad is 128-bit aligned
2076 -  ``v64:64:64`` - 64-bit vector is 64-bit aligned
2077 -  ``v128:128:128`` - 128-bit vector is 128-bit aligned
2078 -  ``a:0:64`` - aggregates are 64-bit aligned
2079
2080 When LLVM is determining the alignment for a given type, it uses the
2081 following rules:
2082
2083 #. If the type sought is an exact match for one of the specifications,
2084    that specification is used.
2085 #. If no match is found, and the type sought is an integer type, then
2086    the smallest integer type that is larger than the bitwidth of the
2087    sought type is used. If none of the specifications are larger than
2088    the bitwidth then the largest integer type is used. For example,
2089    given the default specifications above, the i7 type will use the
2090    alignment of i8 (next largest) while both i65 and i256 will use the
2091    alignment of i64 (largest specified).
2092 #. If no match is found, and the type sought is a vector type, then the
2093    largest vector type that is smaller than the sought vector type will
2094    be used as a fall back. This happens because <128 x double> can be
2095    implemented in terms of 64 <2 x double>, for example.
2096
2097 The function of the data layout string may not be what you expect.
2098 Notably, this is not a specification from the frontend of what alignment
2099 the code generator should use.
2100
2101 Instead, if specified, the target data layout is required to match what
2102 the ultimate *code generator* expects. This string is used by the
2103 mid-level optimizers to improve code, and this only works if it matches
2104 what the ultimate code generator uses. There is no way to generate IR
2105 that does not embed this target-specific detail into the IR. If you
2106 don't specify the string, the default specifications will be used to
2107 generate a Data Layout and the optimization phases will operate
2108 accordingly and introduce target specificity into the IR with respect to
2109 these default specifications.
2110
2111 .. _langref_triple:
2112
2113 Target Triple
2114 -------------
2115
2116 A module may specify a target triple string that describes the target
2117 host. The syntax for the target triple is simply:
2118
2119 .. code-block:: llvm
2120
2121     target triple = "x86_64-apple-macosx10.7.0"
2122
2123 The *target triple* string consists of a series of identifiers delimited
2124 by the minus sign character ('-'). The canonical forms are:
2125
2126 ::
2127
2128     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM
2129     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM-ENVIRONMENT
2130
2131 This information is passed along to the backend so that it generates
2132 code for the proper architecture. It's possible to override this on the
2133 command line with the ``-mtriple`` command line option.
2134
2135 .. _pointeraliasing:
2136
2137 Pointer Aliasing Rules
2138 ----------------------
2139
2140 Any memory access must be done through a pointer value associated with
2141 an address range of the memory access, otherwise the behavior is
2142 undefined. Pointer values are associated with address ranges according
2143 to the following rules:
2144
2145 -  A pointer value is associated with the addresses associated with any
2146    value it is *based* on.
2147 -  An address of a global variable is associated with the address range
2148    of the variable's storage.
2149 -  The result value of an allocation instruction is associated with the
2150    address range of the allocated storage.
2151 -  A null pointer in the default address-space is associated with no
2152    address.
2153 -  An integer constant other than zero or a pointer value returned from
2154    a function not defined within LLVM may be associated with address
2155    ranges allocated through mechanisms other than those provided by
2156    LLVM. Such ranges shall not overlap with any ranges of addresses
2157    allocated by mechanisms provided by LLVM.
2158
2159 A pointer value is *based* on another pointer value according to the
2160 following rules:
2161
2162 -  A pointer value formed from a scalar ``getelementptr`` operation is *based* on
2163    the pointer-typed operand of the ``getelementptr``.
2164 -  The pointer in lane *l* of the result of a vector ``getelementptr`` operation
2165    is *based* on the pointer in lane *l* of the vector-of-pointers-typed operand
2166    of the ``getelementptr``.
2167 -  The result value of a ``bitcast`` is *based* on the operand of the
2168    ``bitcast``.
2169 -  A pointer value formed by an ``inttoptr`` is *based* on all pointer
2170    values that contribute (directly or indirectly) to the computation of
2171    the pointer's value.
2172 -  The "*based* on" relationship is transitive.
2173
2174 Note that this definition of *"based"* is intentionally similar to the
2175 definition of *"based"* in C99, though it is slightly weaker.
2176
2177 LLVM IR does not associate types with memory. The result type of a
2178 ``load`` merely indicates the size and alignment of the memory from
2179 which to load, as well as the interpretation of the value. The first
2180 operand type of a ``store`` similarly only indicates the size and
2181 alignment of the store.
2182
2183 Consequently, type-based alias analysis, aka TBAA, aka
2184 ``-fstrict-aliasing``, is not applicable to general unadorned LLVM IR.
2185 :ref:`Metadata <metadata>` may be used to encode additional information
2186 which specialized optimization passes may use to implement type-based
2187 alias analysis.
2188
2189 .. _volatile:
2190
2191 Volatile Memory Accesses
2192 ------------------------
2193
2194 Certain memory accesses, such as :ref:`load <i_load>`'s,
2195 :ref:`store <i_store>`'s, and :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>`'s may be
2196 marked ``volatile``. The optimizers must not change the number of
2197 volatile operations or change their order of execution relative to other
2198 volatile operations. The optimizers *may* change the order of volatile
2199 operations relative to non-volatile operations. This is not Java's
2200 "volatile" and has no cross-thread synchronization behavior.
2201
2202 A volatile load or store may have additional target-specific semantics.
2203 Any volatile operation can have side effects, and any volatile operation
2204 can read and/or modify state which is not accessible via a regular load
2205 or store in this module. Volatile operations may use addresses which do
2206 not point to memory (like MMIO registers). This means the compiler may
2207 not use a volatile operation to prove a non-volatile access to that
2208 address has defined behavior.
2209
2210 The allowed side-effects for volatile accesses are limited.  If a
2211 non-volatile store to a given address would be legal, a volatile
2212 operation may modify the memory at that address. A volatile operation
2213 may not modify any other memory accessible by the module being compiled.
2214 A volatile operation may not call any code in the current module.
2215
2216 The compiler may assume execution will continue after a volatile operation,
2217 so operations which modify memory or may have undefined behavior can be
2218 hoisted past a volatile operation.
2219
2220 IR-level volatile loads and stores cannot safely be optimized into
2221 llvm.memcpy or llvm.memmove intrinsics even when those intrinsics are
2222 flagged volatile. Likewise, the backend should never split or merge
2223 target-legal volatile load/store instructions.
2224
2225 .. admonition:: Rationale
2226
2227  Platforms may rely on volatile loads and stores of natively supported
2228  data width to be executed as single instruction. For example, in C
2229  this holds for an l-value of volatile primitive type with native
2230  hardware support, but not necessarily for aggregate types. The
2231  frontend upholds these expectations, which are intentionally
2232  unspecified in the IR. The rules above ensure that IR transformations
2233  do not violate the frontend's contract with the language.
2234
2235 .. _memmodel:
2236
2237 Memory Model for Concurrent Operations
2238 --------------------------------------
2239
2240 The LLVM IR does not define any way to start parallel threads of
2241 execution or to register signal handlers. Nonetheless, there are
2242 platform-specific ways to create them, and we define LLVM IR's behavior
2243 in their presence. This model is inspired by the C++0x memory model.
2244
2245 For a more informal introduction to this model, see the :doc:`Atomics`.
2246
2247 We define a *happens-before* partial order as the least partial order
2248 that
2249
2250 -  Is a superset of single-thread program order, and
2251 -  When a *synchronizes-with* ``b``, includes an edge from ``a`` to
2252    ``b``. *Synchronizes-with* pairs are introduced by platform-specific
2253    techniques, like pthread locks, thread creation, thread joining,
2254    etc., and by atomic instructions. (See also :ref:`Atomic Memory Ordering
2255    Constraints <ordering>`).
2256
2257 Note that program order does not introduce *happens-before* edges
2258 between a thread and signals executing inside that thread.
2259
2260 Every (defined) read operation (load instructions, memcpy, atomic
2261 loads/read-modify-writes, etc.) R reads a series of bytes written by
2262 (defined) write operations (store instructions, atomic
2263 stores/read-modify-writes, memcpy, etc.). For the purposes of this
2264 section, initialized globals are considered to have a write of the
2265 initializer which is atomic and happens before any other read or write
2266 of the memory in question. For each byte of a read R, R\ :sub:`byte`
2267 may see any write to the same byte, except:
2268
2269 -  If write\ :sub:`1`  happens before write\ :sub:`2`, and
2270    write\ :sub:`2` happens before R\ :sub:`byte`, then
2271    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`1`.
2272 -  If R\ :sub:`byte` happens before write\ :sub:`3`, then
2273    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`3`.
2274
2275 Given that definition, R\ :sub:`byte` is defined as follows:
2276
2277 -  If R is volatile, the result is target-dependent. (Volatile is
2278    supposed to give guarantees which can support ``sig_atomic_t`` in
2279    C/C++, and may be used for accesses to addresses that do not behave
2280    like normal memory. It does not generally provide cross-thread
2281    synchronization.)
2282 -  Otherwise, if there is no write to the same byte that happens before
2283    R\ :sub:`byte`, R\ :sub:`byte` returns ``undef`` for that byte.
2284 -  Otherwise, if R\ :sub:`byte` may see exactly one write,
2285    R\ :sub:`byte` returns the value written by that write.
2286 -  Otherwise, if R is atomic, and all the writes R\ :sub:`byte` may
2287    see are atomic, it chooses one of the values written. See the :ref:`Atomic
2288    Memory Ordering Constraints <ordering>` section for additional
2289    constraints on how the choice is made.
2290 -  Otherwise R\ :sub:`byte` returns ``undef``.
2291
2292 R returns the value composed of the series of bytes it read. This
2293 implies that some bytes within the value may be ``undef`` **without**
2294 the entire value being ``undef``. Note that this only defines the
2295 semantics of the operation; it doesn't mean that targets will emit more
2296 than one instruction to read the series of bytes.
2297
2298 Note that in cases where none of the atomic intrinsics are used, this
2299 model places only one restriction on IR transformations on top of what
2300 is required for single-threaded execution: introducing a store to a byte
2301 which might not otherwise be stored is not allowed in general.
2302 (Specifically, in the case where another thread might write to and read
2303 from an address, introducing a store can change a load that may see
2304 exactly one write into a load that may see multiple writes.)
2305
2306 .. _ordering:
2307
2308 Atomic Memory Ordering Constraints
2309 ----------------------------------
2310
2311 Atomic instructions (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>`,
2312 :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`, :ref:`fence <i_fence>`,
2313 :ref:`atomic load <i_load>`, and :ref:`atomic store <i_store>`) take
2314 ordering parameters that determine which other atomic instructions on
2315 the same address they *synchronize with*. These semantics are borrowed
2316 from Java and C++0x, but are somewhat more colloquial. If these
2317 descriptions aren't precise enough, check those specs (see spec
2318 references in the :doc:`atomics guide <Atomics>`).
2319 :ref:`fence <i_fence>` instructions treat these orderings somewhat
2320 differently since they don't take an address. See that instruction's
2321 documentation for details.
2322
2323 For a simpler introduction to the ordering constraints, see the
2324 :doc:`Atomics`.
2325
2326 ``unordered``
2327     The set of values that can be read is governed by the happens-before
2328     partial order. A value cannot be read unless some operation wrote
2329     it. This is intended to provide a guarantee strong enough to model
2330     Java's non-volatile shared variables. This ordering cannot be
2331     specified for read-modify-write operations; it is not strong enough
2332     to make them atomic in any interesting way.
2333 ``monotonic``
2334     In addition to the guarantees of ``unordered``, there is a single
2335     total order for modifications by ``monotonic`` operations on each
2336     address. All modification orders must be compatible with the
2337     happens-before order. There is no guarantee that the modification
2338     orders can be combined to a global total order for the whole program
2339     (and this often will not be possible). The read in an atomic
2340     read-modify-write operation (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>` and
2341     :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`) reads the value in the modification
2342     order immediately before the value it writes. If one atomic read
2343     happens before another atomic read of the same address, the later
2344     read must see the same value or a later value in the address's
2345     modification order. This disallows reordering of ``monotonic`` (or
2346     stronger) operations on the same address. If an address is written
2347     ``monotonic``-ally by one thread, and other threads ``monotonic``-ally
2348     read that address repeatedly, the other threads must eventually see
2349     the write. This corresponds to the C++0x/C1x
2350     ``memory_order_relaxed``.
2351 ``acquire``
2352     In addition to the guarantees of ``monotonic``, a
2353     *synchronizes-with* edge may be formed with a ``release`` operation.
2354     This is intended to model C++'s ``memory_order_acquire``.
2355 ``release``
2356     In addition to the guarantees of ``monotonic``, if this operation
2357     writes a value which is subsequently read by an ``acquire``
2358     operation, it *synchronizes-with* that operation. (This isn't a
2359     complete description; see the C++0x definition of a release
2360     sequence.) This corresponds to the C++0x/C1x
2361     ``memory_order_release``.
2362 ``acq_rel`` (acquire+release)
2363     Acts as both an ``acquire`` and ``release`` operation on its
2364     address. This corresponds to the C++0x/C1x ``memory_order_acq_rel``.
2365 ``seq_cst`` (sequentially consistent)
2366     In addition to the guarantees of ``acq_rel`` (``acquire`` for an
2367     operation that only reads, ``release`` for an operation that only
2368     writes), there is a global total order on all
2369     sequentially-consistent operations on all addresses, which is
2370     consistent with the *happens-before* partial order and with the
2371     modification orders of all the affected addresses. Each
2372     sequentially-consistent read sees the last preceding write to the
2373     same address in this global order. This corresponds to the C++0x/C1x
2374     ``memory_order_seq_cst`` and Java volatile.
2375
2376 .. _syncscope:
2377
2378 If an atomic operation is marked ``syncscope("singlethread")``, it only
2379 *synchronizes with* and only participates in the seq\_cst total orderings of
2380 other operations running in the same thread (for example, in signal handlers).
2381
2382 If an atomic operation is marked ``syncscope("<target-scope>")``, where
2383 ``<target-scope>`` is a target specific synchronization scope, then it is target
2384 dependent if it *synchronizes with* and participates in the seq\_cst total
2385 orderings of other operations.
2386
2387 Otherwise, an atomic operation that is not marked ``syncscope("singlethread")``
2388 or ``syncscope("<target-scope>")`` *synchronizes with* and participates in the
2389 seq\_cst total orderings of other operations that are not marked
2390 ``syncscope("singlethread")`` or ``syncscope("<target-scope>")``.
2391
2392 .. _floatenv:
2393
2394 Floating-Point Environment
2395 --------------------------
2396
2397 The default LLVM floating-point environment assumes that floating-point
2398 instructions do not have side effects. Results assume the round-to-nearest
2399 rounding mode. No floating-point exception state is maintained in this
2400 environment. Therefore, there is no attempt to create or preserve invalid
2401 operation (SNaN) or division-by-zero exceptions.
2402
2403 The benefit of this exception-free assumption is that floating-point
2404 operations may be speculated freely without any other fast-math relaxations
2405 to the floating-point model.
2406
2407 Code that requires different behavior than this should use the
2408 :ref:`Constrained Floating-Point Intrinsics <constrainedfp>`.
2409
2410 .. _fastmath:
2411
2412 Fast-Math Flags
2413 ---------------
2414
2415 LLVM IR floating-point operations (:ref:`fadd <i_fadd>`,
2416 :ref:`fsub <i_fsub>`, :ref:`fmul <i_fmul>`, :ref:`fdiv <i_fdiv>`,
2417 :ref:`frem <i_frem>`, :ref:`fcmp <i_fcmp>`) and :ref:`call <i_call>`
2418 may use the following flags to enable otherwise unsafe
2419 floating-point transformations.
2420
2421 ``nnan``
2422    No NaNs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
2423    NaN. If an argument is a nan, or the result would be a nan, it produces
2424    a :ref:`poison value <poisonvalues>` instead.
2425
2426 ``ninf``
2427    No Infs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
2428    +/-Inf. If an argument is +/-Inf, or the result would be +/-Inf, it
2429    produces a :ref:`poison value <poisonvalues>` instead.
2430
2431 ``nsz``
2432    No Signed Zeros - Allow optimizations to treat the sign of a zero
2433    argument or result as insignificant.
2434
2435 ``arcp``
2436    Allow Reciprocal - Allow optimizations to use the reciprocal of an
2437    argument rather than perform division.
2438
2439 ``contract``
2440    Allow floating-point contraction (e.g. fusing a multiply followed by an
2441    addition into a fused multiply-and-add).
2442
2443 ``afn``
2444    Approximate functions - Allow substitution of approximate calculations for
2445    functions (sin, log, sqrt, etc). See floating-point intrinsic definitions
2446    for places where this can apply to LLVM's intrinsic math functions.
2447
2448 ``reassoc``
2449    Allow reassociation transformations for floating-point instructions.
2450    This may dramatically change results in floating-point.
2451
2452 ``fast``
2453    This flag implies all of the others.
2454
2455 .. _uselistorder:
2456
2457 Use-list Order Directives
2458 -------------------------
2459
2460 Use-list directives encode the in-memory order of each use-list, allowing the
2461 order to be recreated. ``<order-indexes>`` is a comma-separated list of
2462 indexes that are assigned to the referenced value's uses. The referenced
2463 value's use-list is immediately sorted by these indexes.
2464
2465 Use-list directives may appear at function scope or global scope. They are not
2466 instructions, and have no effect on the semantics of the IR. When they're at
2467 function scope, they must appear after the terminator of the final basic block.
2468
2469 If basic blocks have their address taken via ``blockaddress()`` expressions,
2470 ``uselistorder_bb`` can be used to reorder their use-lists from outside their
2471 function's scope.
2472
2473 :Syntax:
2474
2475 ::
2476
2477     uselistorder <ty> <value>, { <order-indexes> }
2478     uselistorder_bb @function, %block { <order-indexes> }
2479
2480 :Examples:
2481
2482 ::
2483
2484     define void @foo(i32 %arg1, i32 %arg2) {
2485     entry:
2486       ; ... instructions ...
2487     bb:
2488       ; ... instructions ...
2489
2490       ; At function scope.
2491       uselistorder i32 %arg1, { 1, 0, 2 }
2492       uselistorder label %bb, { 1, 0 }
2493     }
2494
2495     ; At global scope.
2496     uselistorder i32* @global, { 1, 2, 0 }
2497     uselistorder i32 7, { 1, 0 }
2498     uselistorder i32 (i32) @bar, { 1, 0 }
2499     uselistorder_bb @foo, %bb, { 5, 1, 3, 2, 0, 4 }
2500
2501 .. _source_filename:
2502
2503 Source Filename
2504 ---------------
2505
2506 The *source filename* string is set to the original module identifier,
2507 which will be the name of the compiled source file when compiling from
2508 source through the clang front end, for example. It is then preserved through
2509 the IR and bitcode.
2510
2511 This is currently necessary to generate a consistent unique global
2512 identifier for local functions used in profile data, which prepends the
2513 source file name to the local function name.
2514
2515 The syntax for the source file name is simply:
2516
2517 .. code-block:: text
2518
2519     source_filename = "/path/to/source.c"
2520
2521 .. _typesystem:
2522
2523 Type System
2524 ===========
2525
2526 The LLVM type system is one of the most important features of the
2527 intermediate representation. Being typed enables a number of
2528 optimizations to be performed on the intermediate representation
2529 directly, without having to do extra analyses on the side before the
2530 transformation. A strong type system makes it easier to read the
2531 generated code and enables novel analyses and transformations that are
2532 not feasible to perform on normal three address code representations.
2533
2534 .. _t_void:
2535
2536 Void Type
2537 ---------
2538
2539 :Overview:
2540
2541
2542 The void type does not represent any value and has no size.
2543
2544 :Syntax:
2545
2546
2547 ::
2548
2549       void
2550
2551
2552 .. _t_function:
2553
2554 Function Type
2555 -------------
2556
2557 :Overview:
2558
2559
2560 The function type can be thought of as a function signature. It consists of a
2561 return type and a list of formal parameter types. The return type of a function
2562 type is a void type or first class type --- except for :ref:`label <t_label>`
2563 and :ref:`metadata <t_metadata>` types.
2564
2565 :Syntax:
2566
2567 ::
2568
2569       <returntype> (<parameter list>)
2570
2571 ...where '``<parameter list>``' is a comma-separated list of type
2572 specifiers. Optionally, the parameter list may include a type ``...``, which
2573 indicates that the function takes a variable number of arguments. Variable
2574 argument functions can access their arguments with the :ref:`variable argument
2575 handling intrinsic <int_varargs>` functions. '``<returntype>``' is any type
2576 except :ref:`label <t_label>` and :ref:`metadata <t_metadata>`.
2577
2578 :Examples:
2579
2580 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2581 | ``i32 (i32)``                   | function taking an ``i32``, returning an ``i32``                                                                                                                    |
2582 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2583 | ``float (i16, i32 *) *``        | :ref:`Pointer <t_pointer>` to a function that takes an ``i16`` and a :ref:`pointer <t_pointer>` to ``i32``, returning ``float``.                                    |
2584 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2585 | ``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. |
2586 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2587 | ``{i32, i32} (i32)``            | A function taking an ``i32``, returning a :ref:`structure <t_struct>` containing two ``i32`` values                                                                 |
2588 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2589
2590 .. _t_firstclass:
2591
2592 First Class Types
2593 -----------------
2594
2595 The :ref:`first class <t_firstclass>` types are perhaps the most important.
2596 Values of these types are the only ones which can be produced by
2597 instructions.
2598
2599 .. _t_single_value:
2600
2601 Single Value Types
2602 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2603
2604 These are the types that are valid in registers from CodeGen's perspective.
2605
2606 .. _t_integer:
2607
2608 Integer Type
2609 """"""""""""
2610
2611 :Overview:
2612
2613 The integer type is a very simple type that simply specifies an
2614 arbitrary bit width for the integer type desired. Any bit width from 1
2615 bit to 2\ :sup:`23`\ -1 (about 8 million) can be specified.
2616
2617 :Syntax:
2618
2619 ::
2620
2621       iN
2622
2623 The number of bits the integer will occupy is specified by the ``N``
2624 value.
2625
2626 Examples:
2627 *********
2628
2629 +----------------+------------------------------------------------+
2630 | ``i1``         | a single-bit integer.                          |
2631 +----------------+------------------------------------------------+
2632 | ``i32``        | a 32-bit integer.                              |
2633 +----------------+------------------------------------------------+
2634 | ``i1942652``   | a really big integer of over 1 million bits.   |
2635 +----------------+------------------------------------------------+
2636
2637 .. _t_floating:
2638
2639 Floating-Point Types
2640 """"""""""""""""""""
2641
2642 .. list-table::
2643    :header-rows: 1
2644
2645    * - Type
2646      - Description
2647
2648    * - ``half``
2649      - 16-bit floating-point value
2650
2651    * - ``float``
2652      - 32-bit floating-point value
2653
2654    * - ``double``
2655      - 64-bit floating-point value
2656
2657    * - ``fp128``
2658      - 128-bit floating-point value (112-bit mantissa)
2659
2660    * - ``x86_fp80``
2661      -  80-bit floating-point value (X87)
2662
2663    * - ``ppc_fp128``
2664      - 128-bit floating-point value (two 64-bits)
2665
2666 The binary format of half, float, double, and fp128 correspond to the
2667 IEEE-754-2008 specifications for binary16, binary32, binary64, and binary128
2668 respectively.
2669
2670 X86_mmx Type
2671 """"""""""""
2672
2673 :Overview:
2674
2675 The x86_mmx type represents a value held in an MMX register on an x86
2676 machine. The operations allowed on it are quite limited: parameters and
2677 return values, load and store, and bitcast. User-specified MMX
2678 instructions are represented as intrinsic or asm calls with arguments
2679 and/or results of this type. There are no arrays, vectors or constants
2680 of this type.
2681
2682 :Syntax:
2683
2684 ::
2685
2686       x86_mmx
2687
2688
2689 .. _t_pointer:
2690
2691 Pointer Type
2692 """"""""""""
2693
2694 :Overview:
2695
2696 The pointer type is used to specify memory locations. Pointers are
2697 commonly used to reference objects in memory.
2698
2699 Pointer types may have an optional address space attribute defining the
2700 numbered address space where the pointed-to object resides. The default
2701 address space is number zero. The semantics of non-zero address spaces
2702 are target-specific.
2703
2704 Note that LLVM does not permit pointers to void (``void*``) nor does it
2705 permit pointers to labels (``label*``). Use ``i8*`` instead.
2706
2707 :Syntax:
2708
2709 ::
2710
2711       <type> *
2712
2713 :Examples:
2714
2715 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2716 | ``[4 x i32]*``          | A :ref:`pointer <t_pointer>` to :ref:`array <t_array>` of four ``i32`` values.                               |
2717 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2718 | ``i32 (i32*) *``        | A :ref:`pointer <t_pointer>` to a :ref:`function <t_function>` that takes an ``i32*``, returning an ``i32``. |
2719 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2720 | ``i32 addrspace(5)*``   | A :ref:`pointer <t_pointer>` to an ``i32`` value that resides in address space #5.                           |
2721 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2722
2723 .. _t_vector:
2724
2725 Vector Type
2726 """""""""""
2727
2728 :Overview:
2729
2730 A vector type is a simple derived type that represents a vector of
2731 elements. Vector types are used when multiple primitive data are
2732 operated in parallel using a single instruction (SIMD). A vector type
2733 requires a size (number of elements) and an underlying primitive data
2734 type. Vector types are considered :ref:`first class <t_firstclass>`.
2735
2736 :Syntax:
2737
2738 ::
2739
2740       < <# elements> x <elementtype> >
2741
2742 The number of elements is a constant integer value larger than 0;
2743 elementtype may be any integer, floating-point or pointer type. Vectors
2744 of size zero are not allowed.
2745
2746 :Examples:
2747
2748 +-------------------+--------------------------------------------------+
2749 | ``<4 x i32>``     | Vector of 4 32-bit integer values.               |
2750 +-------------------+--------------------------------------------------+
2751 | ``<8 x float>``   | Vector of 8 32-bit floating-point values.        |
2752 +-------------------+--------------------------------------------------+
2753 | ``<2 x i64>``     | Vector of 2 64-bit integer values.               |
2754 +-------------------+--------------------------------------------------+
2755 | ``<4 x i64*>``    | Vector of 4 pointers to 64-bit integer values.   |
2756 +-------------------+--------------------------------------------------+
2757
2758 .. _t_label:
2759
2760 Label Type
2761 ^^^^^^^^^^
2762
2763 :Overview:
2764
2765 The label type represents code labels.
2766
2767 :Syntax:
2768
2769 ::
2770
2771       label
2772
2773 .. _t_token:
2774
2775 Token Type
2776 ^^^^^^^^^^
2777
2778 :Overview:
2779
2780 The token type is used when a value is associated with an instruction
2781 but all uses of the value must not attempt to introspect or obscure it.
2782 As such, it is not appropriate to have a :ref:`phi <i_phi>` or
2783 :ref:`select <i_select>` of type token.
2784
2785 :Syntax:
2786
2787 ::
2788
2789       token
2790
2791
2792
2793 .. _t_metadata:
2794
2795 Metadata Type
2796 ^^^^^^^^^^^^^
2797
2798 :Overview:
2799
2800 The metadata type represents embedded metadata. No derived types may be
2801 created from metadata except for :ref:`function <t_function>` arguments.
2802
2803 :Syntax:
2804
2805 ::
2806
2807       metadata
2808
2809 .. _t_aggregate:
2810
2811 Aggregate Types
2812 ^^^^^^^^^^^^^^^
2813
2814 Aggregate Types are a subset of derived types that can contain multiple
2815 member types. :ref:`Arrays <t_array>` and :ref:`structs <t_struct>` are
2816 aggregate types. :ref:`Vectors <t_vector>` are not considered to be
2817 aggregate types.
2818
2819 .. _t_array:
2820
2821 Array Type
2822 """"""""""
2823
2824 :Overview:
2825
2826 The array type is a very simple derived type that arranges elements
2827 sequentially in memory. The array type requires a size (number of
2828 elements) and an underlying data type.
2829
2830 :Syntax:
2831
2832 ::
2833
2834       [<# elements> x <elementtype>]
2835
2836 The number of elements is a constant integer value; ``elementtype`` may
2837 be any type with a size.
2838
2839 :Examples:
2840
2841 +------------------+--------------------------------------+
2842 | ``[40 x i32]``   | Array of 40 32-bit integer values.   |
2843 +------------------+--------------------------------------+
2844 | ``[41 x i32]``   | Array of 41 32-bit integer values.   |
2845 +------------------+--------------------------------------+
2846 | ``[4 x i8]``     | Array of 4 8-bit integer values.     |
2847 +------------------+--------------------------------------+
2848
2849 Here are some examples of multidimensional arrays:
2850
2851 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2852 | ``[3 x [4 x i32]]``         | 3x4 array of 32-bit integer values.                      |
2853 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2854 | ``[12 x [10 x float]]``     | 12x10 array of single precision floating-point values.   |
2855 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2856 | ``[2 x [3 x [4 x i16]]]``   | 2x3x4 array of 16-bit integer values.                    |
2857 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2858
2859 There is no restriction on indexing beyond the end of the array implied
2860 by a static type (though there are restrictions on indexing beyond the
2861 bounds of an allocated object in some cases). This means that
2862 single-dimension 'variable sized array' addressing can be implemented in
2863 LLVM with a zero length array type. An implementation of 'pascal style
2864 arrays' in LLVM could use the type "``{ i32, [0 x float]}``", for
2865 example.
2866
2867 .. _t_struct:
2868
2869 Structure Type
2870 """"""""""""""
2871
2872 :Overview:
2873
2874 The structure type is used to represent a collection of data members
2875 together in memory. The elements of a structure may be any type that has
2876 a size.
2877
2878 Structures in memory are accessed using '``load``' and '``store``' by
2879 getting a pointer to a field with the '``getelementptr``' instruction.
2880 Structures in registers are accessed using the '``extractvalue``' and
2881 '``insertvalue``' instructions.
2882
2883 Structures may optionally be "packed" structures, which indicate that
2884 the alignment of the struct is one byte, and that there is no padding
2885 between the elements. In non-packed structs, padding between field types
2886 is inserted as defined by the DataLayout string in the module, which is
2887 required to match what the underlying code generator expects.
2888
2889 Structures can either be "literal" or "identified". A literal structure
2890 is defined inline with other types (e.g. ``{i32, i32}*``) whereas
2891 identified types are always defined at the top level with a name.
2892 Literal types are uniqued by their contents and can never be recursive
2893 or opaque since there is no way to write one. Identified types can be
2894 recursive, can be opaqued, and are never uniqued.
2895
2896 :Syntax:
2897
2898 ::
2899
2900       %T1 = type { <type list> }     ; Identified normal struct type
2901       %T2 = type <{ <type list> }>   ; Identified packed struct type
2902
2903 :Examples:
2904
2905 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2906 | ``{ i32, i32, i32 }``        | A triple of three ``i32`` values                                                                                                                                                      |
2907 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2908 | ``{ 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``.  |
2909 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2910 | ``<{ i8, i32 }>``            | A packed struct known to be 5 bytes in size.                                                                                                                                          |
2911 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2912
2913 .. _t_opaque:
2914
2915 Opaque Structure Types
2916 """"""""""""""""""""""
2917
2918 :Overview:
2919
2920 Opaque structure types are used to represent named structure types that
2921 do not have a body specified. This corresponds (for example) to the C
2922 notion of a forward declared structure.
2923
2924 :Syntax:
2925
2926 ::
2927
2928       %X = type opaque
2929       %52 = type opaque
2930
2931 :Examples:
2932
2933 +--------------+-------------------+
2934 | ``opaque``   | An opaque type.   |
2935 +--------------+-------------------+
2936
2937 .. _constants:
2938
2939 Constants
2940 =========
2941
2942 LLVM has several different basic types of constants. This section
2943 describes them all and their syntax.
2944
2945 Simple Constants
2946 ----------------
2947
2948 **Boolean constants**
2949     The two strings '``true``' and '``false``' are both valid constants
2950     of the ``i1`` type.
2951 **Integer constants**
2952     Standard integers (such as '4') are constants of the
2953     :ref:`integer <t_integer>` type. Negative numbers may be used with
2954     integer types.
2955 **Floating-point constants**
2956     Floating-point constants use standard decimal notation (e.g.
2957     123.421), exponential notation (e.g. 1.23421e+2), or a more precise
2958     hexadecimal notation (see below). The assembler requires the exact
2959     decimal value of a floating-point constant. For example, the
2960     assembler accepts 1.25 but rejects 1.3 because 1.3 is a repeating
2961     decimal in binary. Floating-point constants must have a
2962     :ref:`floating-point <t_floating>` type.
2963 **Null pointer constants**
2964     The identifier '``null``' is recognized as a null pointer constant
2965     and must be of :ref:`pointer type <t_pointer>`.
2966 **Token constants**
2967     The identifier '``none``' is recognized as an empty token constant
2968     and must be of :ref:`token type <t_token>`.
2969
2970 The one non-intuitive notation for constants is the hexadecimal form of
2971 floating-point constants. For example, the form
2972 '``double    0x432ff973cafa8000``' is equivalent to (but harder to read
2973 than) '``double 4.5e+15``'. The only time hexadecimal floating-point
2974 constants are required (and the only time that they are generated by the
2975 disassembler) is when a floating-point constant must be emitted but it
2976 cannot be represented as a decimal floating-point number in a reasonable
2977 number of digits. For example, NaN's, infinities, and other special
2978 values are represented in their IEEE hexadecimal format so that assembly
2979 and disassembly do not cause any bits to change in the constants.
2980
2981 When using the hexadecimal form, constants of types half, float, and
2982 double are represented using the 16-digit form shown above (which
2983 matches the IEEE754 representation for double); half and float values
2984 must, however, be exactly representable as IEEE 754 half and single
2985 precision, respectively. Hexadecimal format is always used for long
2986 double, and there are three forms of long double. The 80-bit format used
2987 by x86 is represented as ``0xK`` followed by 20 hexadecimal digits. The
2988 128-bit format used by PowerPC (two adjacent doubles) is represented by
2989 ``0xM`` followed by 32 hexadecimal digits. The IEEE 128-bit format is
2990 represented by ``0xL`` followed by 32 hexadecimal digits. Long doubles
2991 will only work if they match the long double format on your target.
2992 The IEEE 16-bit format (half precision) is represented by ``0xH``
2993 followed by 4 hexadecimal digits. All hexadecimal formats are big-endian
2994 (sign bit at the left).
2995
2996 There are no constants of type x86_mmx.
2997
2998 .. _complexconstants:
2999
3000 Complex Constants
3001 -----------------
3002
3003 Complex constants are a (potentially recursive) combination of simple
3004 constants and smaller complex constants.
3005
3006 **Structure constants**
3007     Structure constants are represented with notation similar to
3008     structure type definitions (a comma separated list of elements,
3009     surrounded by braces (``{}``)). For example:
3010     "``{ i32 4, float 17.0, i32* @G }``", where "``@G``" is declared as
3011     "``@G = external global i32``". Structure constants must have
3012     :ref:`structure type <t_struct>`, and the number and types of elements
3013     must match those specified by the type.
3014 **Array constants**
3015     Array constants are represented with notation similar to array type
3016     definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
3017     square brackets (``[]``)). For example:
3018     "``[ i32 42, i32 11, i32 74 ]``". Array constants must have
3019     :ref:`array type <t_array>`, and the number and types of elements must
3020     match those specified by the type. As a special case, character array
3021     constants may also be represented as a double-quoted string using the ``c``
3022     prefix. For example: "``c"Hello World\0A\00"``".
3023 **Vector constants**
3024     Vector constants are represented with notation similar to vector
3025     type definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
3026     less-than/greater-than's (``<>``)). For example:
3027     "``< i32 42, i32 11, i32 74, i32 100 >``". Vector constants
3028     must have :ref:`vector type <t_vector>`, and the number and types of
3029     elements must match those specified by the type.
3030 **Zero initialization**
3031     The string '``zeroinitializer``' can be used to zero initialize a
3032     value to zero of *any* type, including scalar and
3033     :ref:`aggregate <t_aggregate>` types. This is often used to avoid
3034     having to print large zero initializers (e.g. for large arrays) and
3035     is always exactly equivalent to using explicit zero initializers.
3036 **Metadata node**
3037     A metadata node is a constant tuple without types. For example:
3038     "``!{!0, !{!2, !0}, !"test"}``". Metadata can reference constant values,
3039     for example: "``!{!0, i32 0, i8* @global, i64 (i64)* @function, !"str"}``".
3040     Unlike other typed constants that are meant to be interpreted as part of
3041     the instruction stream, metadata is a place to attach additional
3042     information such as debug info.
3043
3044 Global Variable and Function Addresses
3045 --------------------------------------
3046
3047 The addresses of :ref:`global variables <globalvars>` and
3048 :ref:`functions <functionstructure>` are always implicitly valid
3049 (link-time) constants. These constants are explicitly referenced when
3050 the :ref:`identifier for the global <identifiers>` is used and always have
3051 :ref:`pointer <t_pointer>` type. For example, the following is a legal LLVM
3052 file:
3053
3054 .. code-block:: llvm
3055
3056     @X = global i32 17
3057     @Y = global i32 42
3058     @Z = global [2 x i32*] [ i32* @X, i32* @Y ]
3059
3060 .. _undefvalues:
3061
3062 Undefined Values
3063 ----------------
3064
3065 The string '``undef``' can be used anywhere a constant is expected, and
3066 indicates that the user of the value may receive an unspecified
3067 bit-pattern. Undefined values may be of any type (other than '``label``'
3068 or '``void``') and be used anywhere a constant is permitted.
3069
3070 Undefined values are useful because they indicate to the compiler that
3071 the program is well defined no matter what value is used. This gives the
3072 compiler more freedom to optimize. Here are some examples of
3073 (potentially surprising) transformations that are valid (in pseudo IR):
3074
3075 .. code-block:: llvm
3076
3077       %A = add %X, undef
3078       %B = sub %X, undef
3079       %C = xor %X, undef
3080     Safe:
3081       %A = undef
3082       %B = undef
3083       %C = undef
3084
3085 This is safe because all of the output bits are affected by the undef
3086 bits. Any output bit can have a zero or one depending on the input bits.
3087
3088 .. code-block:: llvm
3089
3090       %A = or %X, undef
3091       %B = and %X, undef
3092     Safe:
3093       %A = -1
3094       %B = 0
3095     Safe:
3096       %A = %X  ;; By choosing undef as 0
3097       %B = %X  ;; By choosing undef as -1
3098     Unsafe:
3099       %A = undef
3100       %B = undef
3101
3102 These logical operations have bits that are not always affected by the
3103 input. For example, if ``%X`` has a zero bit, then the output of the
3104 '``and``' operation will always be a zero for that bit, no matter what
3105 the corresponding bit from the '``undef``' is. As such, it is unsafe to
3106 optimize or assume that the result of the '``and``' is '``undef``'.
3107 However, it is safe to assume that all bits of the '``undef``' could be
3108 0, and optimize the '``and``' to 0. Likewise, it is safe to assume that
3109 all the bits of the '``undef``' operand to the '``or``' could be set,
3110 allowing the '``or``' to be folded to -1.
3111
3112 .. code-block:: llvm
3113
3114       %A = select undef, %X, %Y
3115       %B = select undef, 42, %Y
3116       %C = select %X, %Y, undef
3117     Safe:
3118       %A = %X     (or %Y)
3119       %B = 42     (or %Y)
3120       %C = %Y
3121     Unsafe:
3122       %A = undef
3123       %B = undef
3124       %C = undef
3125
3126 This set of examples shows that undefined '``select``' (and conditional
3127 branch) conditions can go *either way*, but they have to come from one
3128 of the two operands. In the ``%A`` example, if ``%X`` and ``%Y`` were
3129 both known to have a clear low bit, then ``%A`` would have to have a
3130 cleared low bit. However, in the ``%C`` example, the optimizer is
3131 allowed to assume that the '``undef``' operand could be the same as
3132 ``%Y``, allowing the whole '``select``' to be eliminated.
3133
3134 .. code-block:: text
3135
3136       %A = xor undef, undef
3137
3138       %B = undef
3139       %C = xor %B, %B
3140
3141       %D = undef
3142       %E = icmp slt %D, 4
3143       %F = icmp gte %D, 4
3144
3145     Safe:
3146       %A = undef
3147       %B = undef
3148       %C = undef
3149       %D = undef
3150       %E = undef
3151       %F = undef
3152
3153 This example points out that two '``undef``' operands are not
3154 necessarily the same. This can be surprising to people (and also matches
3155 C semantics) where they assume that "``X^X``" is always zero, even if
3156 ``X`` is undefined. This isn't true for a number of reasons, but the
3157 short answer is that an '``undef``' "variable" can arbitrarily change
3158 its value over its "live range". This is true because the variable
3159 doesn't actually *have a live range*. Instead, the value is logically
3160 read from arbitrary registers that happen to be around when needed, so
3161 the value is not necessarily consistent over time. In fact, ``%A`` and
3162 ``%C`` need to have the same semantics or the core LLVM "replace all
3163 uses with" concept would not hold.
3164
3165 .. code-block:: llvm
3166
3167       %A = sdiv undef, %X
3168       %B = sdiv %X, undef
3169     Safe:
3170       %A = 0
3171     b: unreachable
3172
3173 These examples show the crucial difference between an *undefined value*
3174 and *undefined behavior*. An undefined value (like '``undef``') is
3175 allowed to have an arbitrary bit-pattern. This means that the ``%A``
3176 operation can be constant folded to '``0``', because the '``undef``'
3177 could be zero, and zero divided by any value is zero.
3178 However, in the second example, we can make a more aggressive
3179 assumption: because the ``undef`` is allowed to be an arbitrary value,
3180 we are allowed to assume that it could be zero. Since a divide by zero
3181 has *undefined behavior*, we are allowed to assume that the operation
3182 does not execute at all. This allows us to delete the divide and all
3183 code after it. Because the undefined operation "can't happen", the
3184 optimizer can assume that it occurs in dead code.
3185
3186 .. code-block:: text
3187
3188     a:  store undef -> %X
3189     b:  store %X -> undef
3190     Safe:
3191     a: <deleted>
3192     b: unreachable
3193
3194 A store *of* an undefined value can be assumed to not have any effect;
3195 we can assume that the value is overwritten with bits that happen to
3196 match what was already there. However, a store *to* an undefined
3197 location could clobber arbitrary memory, therefore, it has undefined
3198 behavior.
3199
3200 .. _poisonvalues:
3201
3202 Poison Values
3203 -------------
3204
3205 Poison values are similar to :ref:`undef values <undefvalues>`, however
3206 they also represent the fact that an instruction or constant expression
3207 that cannot evoke side effects has nevertheless detected a condition
3208 that results in undefined behavior.
3209
3210 There is currently no way of representing a poison value in the IR; they
3211 only exist when produced by operations such as :ref:`add <i_add>` with
3212 the ``nsw`` flag.
3213
3214 Poison value behavior is defined in terms of value *dependence*:
3215
3216 -  Values other than :ref:`phi <i_phi>` nodes depend on their operands.
3217 -  :ref:`Phi <i_phi>` nodes depend on the operand corresponding to
3218    their dynamic predecessor basic block.
3219 -  Function arguments depend on the corresponding actual argument values
3220    in the dynamic callers of their functions.
3221 -  :ref:`Call <i_call>` instructions depend on the :ref:`ret <i_ret>`
3222    instructions that dynamically transfer control back to them.
3223 -  :ref:`Invoke <i_invoke>` instructions depend on the
3224    :ref:`ret <i_ret>`, :ref:`resume <i_resume>`, or exception-throwing
3225    call instructions that dynamically transfer control back to them.
3226 -  Non-volatile loads and stores depend on the most recent stores to all
3227    of the referenced memory addresses, following the order in the IR
3228    (including loads and stores implied by intrinsics such as
3229    :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`.)
3230 -  An instruction with externally visible side effects depends on the
3231    most recent preceding instruction with externally visible side
3232    effects, following the order in the IR. (This includes :ref:`volatile
3233    operations <volatile>`.)
3234 -  An instruction *control-depends* on a :ref:`terminator
3235    instruction <terminators>` if the terminator instruction has
3236    multiple successors and the instruction is always executed when
3237    control transfers to one of the successors, and may not be executed
3238    when control is transferred to another.
3239 -  Additionally, an instruction also *control-depends* on a terminator
3240    instruction if the set of instructions it otherwise depends on would
3241    be different if the terminator had transferred control to a different
3242    successor.
3243 -  Dependence is transitive.
3244
3245 Poison values have the same behavior as :ref:`undef values <undefvalues>`,
3246 with the additional effect that any instruction that has a *dependence*
3247 on a poison value has undefined behavior.
3248
3249 Here are some examples:
3250
3251 .. code-block:: llvm
3252
3253     entry:
3254       %poison = sub nuw i32 0, 1           ; Results in a poison value.
3255       %still_poison = and i32 %poison, 0   ; 0, but also poison.
3256       %poison_yet_again = getelementptr i32, i32* @h, i32 %still_poison
3257       store i32 0, i32* %poison_yet_again  ; memory at @h[0] is poisoned
3258
3259       store i32 %poison, i32* @g           ; Poison value stored to memory.
3260       %poison2 = load i32, i32* @g         ; Poison value loaded back from memory.
3261
3262       store volatile i32 %poison, i32* @g  ; External observation; undefined behavior.
3263
3264       %narrowaddr = bitcast i32* @g to i16*
3265       %wideaddr = bitcast i32* @g to i64*
3266       %poison3 = load i16, i16* %narrowaddr ; Returns a poison value.
3267       %poison4 = load i64, i64* %wideaddr  ; Returns a poison value.
3268
3269       %cmp = icmp slt i32 %poison, 0       ; Returns a poison value.
3270       br i1 %cmp, label %true, label %end  ; Branch to either destination.
3271
3272     true:
3273       store volatile i32 0, i32* @g        ; This is control-dependent on %cmp, so
3274                                            ; it has undefined behavior.
3275       br label %end
3276
3277     end:
3278       %p = phi i32 [ 0, %entry ], [ 1, %true ]
3279                                            ; Both edges into this PHI are
3280                                            ; control-dependent on %cmp, so this
3281                                            ; always results in a poison value.
3282
3283       store volatile i32 0, i32* @g        ; This would depend on the store in %true
3284                                            ; if %cmp is true, or the store in %entry
3285                                            ; otherwise, so this is undefined behavior.
3286
3287       br i1 %cmp, label %second_true, label %second_end
3288                                            ; The same branch again, but this time the
3289                                            ; true block doesn't have side effects.
3290
3291     second_true:
3292       ; No side effects!
3293       ret void
3294
3295     second_end:
3296       store volatile i32 0, i32* @g        ; This time, the instruction always depends
3297                                            ; on the store in %end. Also, it is
3298                                            ; control-equivalent to %end, so this is
3299                                            ; well-defined (ignoring earlier undefined
3300                                            ; behavior in this example).
3301
3302 .. _blockaddress:
3303
3304 Addresses of Basic Blocks
3305 -------------------------
3306
3307 ``blockaddress(@function, %block)``
3308
3309 The '``blockaddress``' constant computes the address of the specified
3310 basic block in the specified function, and always has an ``i8*`` type.
3311 Taking the address of the entry block is illegal.
3312
3313 This value only has defined behavior when used as an operand to the
3314 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`' or ':ref:`callbr <i_callbr>`'instruction, or
3315 for comparisons against null. Pointer equality tests between labels addresses
3316 results in undefined behavior --- though, again, comparison against null is ok,
3317 and no label is equal to the null pointer. This may be passed around as an
3318 opaque pointer sized value as long as the bits are not inspected. This
3319 allows ``ptrtoint`` and arithmetic to be performed on these values so
3320 long as the original value is reconstituted before the ``indirectbr`` or
3321 ``callbr`` instruction.
3322
3323 Finally, some targets may provide defined semantics when using the value
3324 as the operand to an inline assembly, but that is target specific.
3325
3326 .. _constantexprs:
3327
3328 Constant Expressions
3329 --------------------
3330
3331 Constant expressions are used to allow expressions involving other
3332 constants to be used as constants. Constant expressions may be of any
3333 :ref:`first class <t_firstclass>` type and may involve any LLVM operation
3334 that does not have side effects (e.g. load and call are not supported).
3335 The following is the syntax for constant expressions:
3336
3337 ``trunc (CST to TYPE)``
3338     Perform the :ref:`trunc operation <i_trunc>` on constants.
3339 ``zext (CST to TYPE)``
3340     Perform the :ref:`zext operation <i_zext>` on constants.
3341 ``sext (CST to TYPE)``
3342     Perform the :ref:`sext operation <i_sext>` on constants.
3343 ``fptrunc (CST to TYPE)``
3344     Truncate a floating-point constant to another floating-point type.
3345     The size of CST must be larger than the size of TYPE. Both types
3346     must be floating-point.
3347 ``fpext (CST to TYPE)``
3348     Floating-point extend a constant to another type. The size of CST
3349     must be smaller or equal to the size of TYPE. Both types must be
3350     floating-point.
3351 ``fptoui (CST to TYPE)``
3352     Convert a floating-point constant to the corresponding unsigned
3353     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
3354     must be of scalar or vector floating-point type. Both CST and TYPE
3355     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
3356     value won't fit in the integer type, the result is a
3357     :ref:`poison value <poisonvalues>`.
3358 ``fptosi (CST to TYPE)``
3359     Convert a floating-point constant to the corresponding signed
3360     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
3361     must be of scalar or vector floating-point type. Both CST and TYPE
3362     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
3363     value won't fit in the integer type, the result is a
3364     :ref:`poison value <poisonvalues>`.
3365 ``uitofp (CST to TYPE)``
3366     Convert an unsigned integer constant to the corresponding
3367     floating-point constant. TYPE must be a scalar or vector floating-point
3368     type.  CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
3369     be scalars, or vectors of the same number of elements.
3370 ``sitofp (CST to TYPE)``
3371     Convert a signed integer constant to the corresponding floating-point
3372     constant. TYPE must be a scalar or vector floating-point type.
3373     CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
3374     be scalars, or vectors of the same number of elements.
3375 ``ptrtoint (CST to TYPE)``
3376     Perform the :ref:`ptrtoint operation <i_ptrtoint>` on constants.
3377 ``inttoptr (CST to TYPE)``
3378     Perform the :ref:`inttoptr operation <i_inttoptr>` on constants.
3379     This one is *really* dangerous!
3380 ``bitcast (CST to TYPE)``
3381     Convert a constant, CST, to another TYPE.
3382     The constraints of the operands are the same as those for the
3383     :ref:`bitcast instruction <i_bitcast>`.
3384 ``addrspacecast (CST to TYPE)``
3385     Convert a constant pointer or constant vector of pointer, CST, to another
3386     TYPE in a different address space. The constraints of the operands are the
3387     same as those for the :ref:`addrspacecast instruction <i_addrspacecast>`.
3388 ``getelementptr (TY, CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``, ``getelementptr inbounds (TY, CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``
3389     Perform the :ref:`getelementptr operation <i_getelementptr>` on
3390     constants. As with the :ref:`getelementptr <i_getelementptr>`
3391     instruction, the index list may have one or more indexes, which are
3392     required to make sense for the type of "pointer to TY".
3393 ``select (COND, VAL1, VAL2)``
3394     Perform the :ref:`select operation <i_select>` on constants.
3395 ``icmp COND (VAL1, VAL2)``
3396     Perform the :ref:`icmp operation <i_icmp>` on constants.
3397 ``fcmp COND (VAL1, VAL2)``
3398     Perform the :ref:`fcmp operation <i_fcmp>` on constants.
3399 ``extractelement (VAL, IDX)``
3400     Perform the :ref:`extractelement operation <i_extractelement>` on
3401     constants.
3402 ``insertelement (VAL, ELT, IDX)``
3403     Perform the :ref:`insertelement operation <i_insertelement>` on
3404     constants.
3405 ``shufflevector (VEC1, VEC2, IDXMASK)``
3406     Perform the :ref:`shufflevector operation <i_shufflevector>` on
3407     constants.
3408 ``extractvalue (VAL, IDX0, IDX1, ...)``
3409     Perform the :ref:`extractvalue operation <i_extractvalue>` on
3410     constants. The index list is interpreted in a similar manner as
3411     indices in a ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At
3412     least one index value must be specified.
3413 ``insertvalue (VAL, ELT, IDX0, IDX1, ...)``
3414     Perform the :ref:`insertvalue operation <i_insertvalue>` on constants.
3415     The index list is interpreted in a similar manner as indices in a
3416     ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At least one index
3417     value must be specified.
3418 ``OPCODE (LHS, RHS)``
3419     Perform the specified operation of the LHS and RHS constants. OPCODE
3420     may be any of the :ref:`binary <binaryops>` or :ref:`bitwise
3421     binary <bitwiseops>` operations. The constraints on operands are
3422     the same as those for the corresponding instruction (e.g. no bitwise
3423     operations on floating-point values are allowed).
3424
3425 Other Values
3426 ============
3427
3428 .. _inlineasmexprs:
3429
3430 Inline Assembler Expressions
3431 ----------------------------
3432
3433 LLVM supports inline assembler expressions (as opposed to :ref:`Module-Level
3434 Inline Assembly <moduleasm>`) through the use of a special value. This value
3435 represents the inline assembler as a template string (containing the
3436 instructions to emit), a list of operand constraints (stored as a string), a
3437 flag that indicates whether or not the inline asm expression has side effects,
3438 and a flag indicating whether the function containing the asm needs to align its
3439 stack conservatively.
3440
3441 The template string supports argument substitution of the operands using "``$``"
3442 followed by a number, to indicate substitution of the given register/memory
3443 location, as specified by the constraint string. "``${NUM:MODIFIER}``" may also
3444 be used, where ``MODIFIER`` is a target-specific annotation for how to print the
3445 operand (See :ref:`inline-asm-modifiers`).
3446
3447 A literal "``$``" may be included by using "``$$``" in the template. To include
3448 other special characters into the output, the usual "``\XX``" escapes may be
3449 used, just as in other strings. Note that after template substitution, the
3450 resulting assembly string is parsed by LLVM's integrated assembler unless it is
3451 disabled -- even when emitting a ``.s`` file -- and thus must contain assembly
3452 syntax known to LLVM.
3453
3454 LLVM also supports a few more substitions useful for writing inline assembly:
3455
3456 - ``${:uid}``: Expands to a decimal integer unique to this inline assembly blob.
3457   This substitution is useful when declaring a local label. Many standard
3458   compiler optimizations, such as inlining, may duplicate an inline asm blob.
3459   Adding a blob-unique identifier ensures that the two labels will not conflict
3460   during assembly. This is used to implement `GCC's %= special format
3461   string <https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Extended-Asm.html>`_.
3462 - ``${:comment}``: Expands to the comment character of the current target's
3463   assembly dialect. This is usually ``#``, but many targets use other strings,
3464   such as ``;``, ``//``, or ``!``.
3465 - ``${:private}``: Expands to the assembler private label prefix. Labels with
3466   this prefix will not appear in the symbol table of the assembled object.
3467   Typically the prefix is ``L``, but targets may use other strings. ``.L`` is
3468   relatively popular.
3469
3470 LLVM's support for inline asm is modeled closely on the requirements of Clang's
3471 GCC-compatible inline-asm support. Thus, the feature-set and the constraint and
3472 modifier codes listed here are similar or identical to those in GCC's inline asm
3473 support. However, to be clear, the syntax of the template and constraint strings
3474 described here is *not* the same as the syntax accepted by GCC and Clang, and,
3475 while most constraint letters are passed through as-is by Clang, some get
3476 translated to other codes when converting from the C source to the LLVM
3477 assembly.
3478
3479 An example inline assembler expression is:
3480
3481 .. code-block:: llvm
3482
3483     i32 (i32) asm "bswap $0", "=r,r"
3484
3485 Inline assembler expressions may **only** be used as the callee operand
3486 of a :ref:`call <i_call>` or an :ref:`invoke <i_invoke>` instruction.
3487 Thus, typically we have:
3488
3489 .. code-block:: llvm
3490
3491     %X = call i32 asm "bswap $0", "=r,r"(i32 %Y)
3492
3493 Inline asms with side effects not visible in the constraint list must be
3494 marked as having side effects. This is done through the use of the
3495 '``sideeffect``' keyword, like so:
3496
3497 .. code-block:: llvm
3498
3499     call void asm sideeffect "eieio", ""()
3500
3501 In some cases inline asms will contain code that will not work unless
3502 the stack is aligned in some way, such as calls or SSE instructions on
3503 x86, yet will not contain code that does that alignment within the asm.
3504 The compiler should make conservative assumptions about what the asm
3505 might contain and should generate its usual stack alignment code in the
3506 prologue if the '``alignstack``' keyword is present:
3507
3508 .. code-block:: llvm
3509
3510     call void asm alignstack "eieio", ""()
3511
3512 Inline asms also support using non-standard assembly dialects. The
3513 assumed dialect is ATT. When the '``inteldialect``' keyword is present,
3514 the inline asm is using the Intel dialect. Currently, ATT and Intel are
3515 the only supported dialects. An example is:
3516
3517 .. code-block:: llvm
3518
3519     call void asm inteldialect "eieio", ""()
3520
3521 If multiple keywords appear the '``sideeffect``' keyword must come
3522 first, the '``alignstack``' keyword second and the '``inteldialect``'
3523 keyword last.
3524
3525 Inline Asm Constraint String
3526 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3527
3528 The constraint list is a comma-separated string, each element containing one or
3529 more constraint codes.
3530
3531 For each element in the constraint list an appropriate register or memory
3532 operand will be chosen, and it will be made available to assembly template
3533 string expansion as ``$0`` for the first constraint in the list, ``$1`` for the
3534 second, etc.
3535
3536 There are three different types of constraints, which are distinguished by a
3537 prefix symbol in front of the constraint code: Output, Input, and Clobber. The
3538 constraints must always be given in that order: outputs first, then inputs, then
3539 clobbers. They cannot be intermingled.
3540
3541 There are also three different categories of constraint codes:
3542
3543 - Register constraint. This is either a register class, or a fixed physical
3544   register. This kind of constraint will allocate a register, and if necessary,
3545   bitcast the argument or result to the appropriate type.
3546 - Memory constraint. This kind of constraint is for use with an instruction
3547   taking a memory operand. Different constraints allow for different addressing
3548   modes used by the target.
3549 - Immediate value constraint. This kind of constraint is for an integer or other
3550   immediate value which can be rendered directly into an instruction. The
3551   various target-specific constraints allow the selection of a value in the
3552   proper range for the instruction you wish to use it with.
3553
3554 Output constraints
3555 """"""""""""""""""
3556
3557 Output constraints are specified by an "``=``" prefix (e.g. "``=r``"). This
3558 indicates that the assembly will write to this operand, and the operand will
3559 then be made available as a return value of the ``asm`` expression. Output
3560 constraints do not consume an argument from the call instruction. (Except, see
3561 below about indirect outputs).
3562
3563 Normally, it is expected that no output locations are written to by the assembly
3564 expression until *all* of the inputs have been read. As such, LLVM may assign
3565 the same register to an output and an input. If this is not safe (e.g. if the
3566 assembly contains two instructions, where the first writes to one output, and
3567 the second reads an input and writes to a second output), then the "``&``"
3568 modifier must be used (e.g. "``=&r``") to specify that the output is an
3569 "early-clobber" output. Marking an output as "early-clobber" ensures that LLVM
3570 will not use the same register for any inputs (other than an input tied to this
3571 output).
3572
3573 Input constraints
3574 """""""""""""""""
3575
3576 Input constraints do not have a prefix -- just the constraint codes. Each input
3577 constraint will consume one argument from the call instruction. It is not
3578 permitted for the asm to write to any input register or memory location (unless
3579 that input is tied to an output). Note also that multiple inputs may all be
3580 assigned to the same register, if LLVM can determine that they necessarily all
3581 contain the same value.
3582
3583 Instead of providing a Constraint Code, input constraints may also "tie"
3584 themselves to an output constraint, by providing an integer as the constraint
3585 string. Tied inputs still consume an argument from the call instruction, and
3586 take up a position in the asm template numbering as is usual -- they will simply
3587 be constrained to always use the same register as the output they've been tied
3588 to. For example, a constraint string of "``=r,0``" says to assign a register for
3589 output, and use that register as an input as well (it being the 0'th
3590 constraint).
3591
3592 It is permitted to tie an input to an "early-clobber" output. In that case, no
3593 *other* input may share the same register as the input tied to the early-clobber
3594 (even when the other input has the same value).
3595
3596 You may only tie an input to an output which has a register constraint, not a
3597 memory constraint. Only a single input may be tied to an output.
3598
3599 There is also an "interesting" feature which deserves a bit of explanation: if a
3600 register class constraint allocates a register which is too small for the value
3601 type operand provided as input, the input value will be split into multiple
3602 registers, and all of them passed to the inline asm.
3603
3604 However, this feature is often not as useful as you might think.
3605
3606 Firstly, the registers are *not* guaranteed to be consecutive. So, on those
3607 architectures that have instructions which operate on multiple consecutive
3608 instructions, this is not an appropriate way to support them. (e.g. the 32-bit
3609 SparcV8 has a 64-bit load, which instruction takes a single 32-bit register. The
3610 hardware then loads into both the named register, and the next register. This
3611 feature of inline asm would not be useful to support that.)
3612
3613 A few of the targets provide a template string modifier allowing explicit access
3614 to the second register of a two-register operand (e.g. MIPS ``L``, ``M``, and
3615 ``D``). On such an architecture, you can actually access the second allocated
3616 register (yet, still, not any subsequent ones). But, in that case, you're still
3617 probably better off simply splitting the value into two separate operands, for
3618 clarity. (e.g. see the description of the ``A`` constraint on X86, which,
3619 despite existing only for use with this feature, is not really a good idea to
3620 use)
3621
3622 Indirect inputs and outputs
3623 """""""""""""""""""""""""""
3624
3625 Indirect output or input constraints can be specified by the "``*``" modifier
3626 (which goes after the "``=``" in case of an output). This indicates that the asm
3627 will write to or read from the contents of an *address* provided as an input
3628 argument. (Note that in this way, indirect outputs act more like an *input* than
3629 an output: just like an input, they consume an argument of the call expression,
3630 rather than producing a return value. An indirect output constraint is an
3631 "output" only in that the asm is expected to write to the contents of the input
3632 memory location, instead of just read from it).
3633
3634 This is most typically used for memory constraint, e.g. "``=*m``", to pass the
3635 address of a variable as a value.
3636
3637 It is also possible to use an indirect *register* constraint, but only on output
3638 (e.g. "``=*r``"). This will cause LLVM to allocate a register for an output
3639 value normally, and then, separately emit a store to the address provided as
3640 input, after the provided inline asm. (It's not clear what value this
3641 functionality provides, compared to writing the store explicitly after the asm
3642 statement, and it can only produce worse code, since it bypasses many
3643 optimization passes. I would recommend not using it.)
3644
3645
3646 Clobber constraints
3647 """""""""""""""""""
3648
3649 A clobber constraint is indicated by a "``~``" prefix. A clobber does not
3650 consume an input operand, nor generate an output. Clobbers cannot use any of the
3651 general constraint code letters -- they may use only explicit register
3652 constraints, e.g. "``~{eax}``". The one exception is that a clobber string of
3653 "``~{memory}``" indicates that the assembly writes to arbitrary undeclared
3654 memory locations -- not only the memory pointed to by a declared indirect
3655 output.
3656
3657 Note that clobbering named registers that are also present in output
3658 constraints is not legal.
3659
3660
3661 Constraint Codes
3662 """"""""""""""""
3663 After a potential prefix comes constraint code, or codes.
3664
3665 A Constraint Code is either a single letter (e.g. "``r``"), a "``^``" character
3666 followed by two letters (e.g. "``^wc``"), or "``{``" register-name "``}``"
3667 (e.g. "``{eax}``").
3668
3669 The one and two letter constraint codes are typically chosen to be the same as
3670 GCC's constraint codes.
3671
3672 A single constraint may include one or more than constraint code in it, leaving
3673 it up to LLVM to choose which one to use. This is included mainly for
3674 compatibility with the translation of GCC inline asm coming from clang.
3675
3676 There are two ways to specify alternatives, and either or both may be used in an
3677 inline asm constraint list:
3678
3679 1) Append the codes to each other, making a constraint code set. E.g. "``im``"
3680    or "``{eax}m``". This means "choose any of the options in the set". The
3681    choice of constraint is made independently for each constraint in the
3682    constraint list.
3683
3684 2) Use "``|``" between constraint code sets, creating alternatives. Every
3685    constraint in the constraint list must have the same number of alternative
3686    sets. With this syntax, the same alternative in *all* of the items in the
3687    constraint list will be chosen together.
3688
3689 Putting those together, you might have a two operand constraint string like
3690 ``"rm|r,ri|rm"``. This indicates that if operand 0 is ``r`` or ``m``, then
3691 operand 1 may be one of ``r`` or ``i``. If operand 0 is ``r``, then operand 1
3692 may be one of ``r`` or ``m``. But, operand 0 and 1 cannot both be of type m.
3693
3694 However, the use of either of the alternatives features is *NOT* recommended, as
3695 LLVM is not able to make an intelligent choice about which one to use. (At the
3696 point it currently needs to choose, not enough information is available to do so
3697 in a smart way.) Thus, it simply tries to make a choice that's most likely to
3698 compile, not one that will be optimal performance. (e.g., given "``rm``", it'll
3699 always choose to use memory, not registers). And, if given multiple registers,
3700 or multiple register classes, it will simply choose the first one. (In fact, it
3701 doesn't currently even ensure explicitly specified physical registers are
3702 unique, so specifying multiple physical registers as alternatives, like
3703 ``{r11}{r12},{r11}{r12}``, will assign r11 to both operands, not at all what was
3704 intended.)
3705
3706 Supported Constraint Code List
3707 """"""""""""""""""""""""""""""
3708
3709 The constraint codes are, in general, expected to behave the same way they do in
3710 GCC. LLVM's support is often implemented on an 'as-needed' basis, to support C
3711 inline asm code which was supported by GCC. A mismatch in behavior between LLVM
3712 and GCC likely indicates a bug in LLVM.
3713
3714 Some constraint codes are typically supported by all targets:
3715
3716 - ``r``: A register in the target's general purpose register class.
3717 - ``m``: A memory address operand. It is target-specific what addressing modes
3718   are supported, typical examples are register, or register + register offset,
3719   or register + immediate offset (of some target-specific size).
3720 - ``i``: An integer constant (of target-specific width). Allows either a simple
3721   immediate, or a relocatable value.
3722 - ``n``: An integer constant -- *not* including relocatable values.
3723 - ``s``: An integer constant, but allowing *only* relocatable values.
3724 - ``X``: Allows an operand of any kind, no constraint whatsoever. Typically
3725   useful to pass a label for an asm branch or call.
3726
3727   .. FIXME: but that surely isn't actually okay to jump out of an asm
3728      block without telling llvm about the control transfer???)
3729
3730 - ``{register-name}``: Requires exactly the named physical register.
3731
3732 Other constraints are target-specific:
3733
3734 AArch64:
3735
3736 - ``z``: An immediate integer 0. Outputs ``WZR`` or ``XZR``, as appropriate.
3737 - ``I``: An immediate integer valid for an ``ADD`` or ``SUB`` instruction,
3738   i.e. 0 to 4095 with optional shift by 12.
3739 - ``J``: An immediate integer that, when negated, is valid for an ``ADD`` or
3740   ``SUB`` instruction, i.e. -1 to -4095 with optional left shift by 12.
3741 - ``K``: An immediate integer that is valid for the 'bitmask immediate 32' of a
3742   logical instruction like ``AND``, ``EOR``, or ``ORR`` with a 32-bit register.
3743 - ``L``: An immediate integer that is valid for the 'bitmask immediate 64' of a
3744   logical instruction like ``AND``, ``EOR``, or ``ORR`` with a 64-bit register.
3745 - ``M``: An immediate integer for use with the ``MOV`` assembly alias on a
3746   32-bit register. This is a superset of ``K``: in addition to the bitmask
3747   immediate, also allows immediate integers which can be loaded with a single
3748   ``MOVZ`` or ``MOVL`` instruction.
3749 - ``N``: An immediate integer for use with the ``MOV`` assembly alias on a
3750   64-bit register. This is a superset of ``L``.
3751 - ``Q``: Memory address operand must be in a single register (no
3752   offsets). (However, LLVM currently does this for the ``m`` constraint as
3753   well.)
3754 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register (W* or X*).
3755 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register.
3756 - ``x``: A lower 128-bit floating-point/SIMD register (``V0`` to ``V15``).
3757
3758 AMDGPU:
3759
3760 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register.
3761 - ``[0-9]v``: The 32-bit VGPR register, number 0-9.
3762 - ``[0-9]s``: The 32-bit SGPR register, number 0-9.
3763
3764
3765 All ARM modes:
3766
3767 - ``Q``, ``Um``, ``Un``, ``Uq``, ``Us``, ``Ut``, ``Uv``, ``Uy``: Memory address
3768   operand. Treated the same as operand ``m``, at the moment.
3769
3770 ARM and ARM's Thumb2 mode:
3771
3772 - ``j``: An immediate integer between 0 and 65535 (valid for ``MOVW``)
3773 - ``I``: An immediate integer valid for a data-processing instruction.
3774 - ``J``: An immediate integer between -4095 and 4095.
3775 - ``K``: An immediate integer whose bitwise inverse is valid for a
3776   data-processing instruction. (Can be used with template modifier "``B``" to
3777   print the inverted value).
3778 - ``L``: An immediate integer whose negation is valid for a data-processing
3779   instruction. (Can be used with template modifier "``n``" to print the negated
3780   value).
3781 - ``M``: A power of two or a integer between 0 and 32.
3782 - ``N``: Invalid immediate constraint.
3783 - ``O``: Invalid immediate constraint.
3784 - ``r``: A general-purpose 32-bit integer register (``r0-r15``).
3785 - ``l``: In Thumb2 mode, low 32-bit GPR registers (``r0-r7``). In ARM mode, same
3786   as ``r``.
3787 - ``h``: In Thumb2 mode, a high 32-bit GPR register (``r8-r15``). In ARM mode,
3788   invalid.
3789 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s31``,
3790   ``d0-d31``, or ``q0-q15``.
3791 - ``x``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s15``,
3792   ``d0-d7``, or ``q0-q3``.
3793 - ``t``: A low floating-point/SIMD register: ``s0-s31``, ``d0-d16``, or
3794   ``q0-q8``.
3795
3796 ARM's Thumb1 mode:
3797
3798 - ``I``: An immediate integer between 0 and 255.
3799 - ``J``: An immediate integer between -255 and -1.
3800 - ``K``: An immediate integer between 0 and 255, with optional left-shift by
3801   some amount.
3802 - ``L``: An immediate integer between -7 and 7.
3803 - ``M``: An immediate integer which is a multiple of 4 between 0 and 1020.
3804 - ``N``: An immediate integer between 0 and 31.
3805 - ``O``: An immediate integer which is a multiple of 4 between -508 and 508.
3806 - ``r``: A low 32-bit GPR register (``r0-r7``).
3807 - ``l``: A low 32-bit GPR register (``r0-r7``).
3808 - ``h``: A high GPR register (``r0-r7``).
3809 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s31``,
3810   ``d0-d31``, or ``q0-q15``.
3811 - ``x``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s15``,
3812   ``d0-d7``, or ``q0-q3``.
3813 - ``t``: A low floating-point/SIMD register: ``s0-s31``, ``d0-d16``, or
3814   ``q0-q8``.
3815
3816
3817 Hexagon:
3818
3819 - ``o``, ``v``: A memory address operand, treated the same as constraint ``m``,
3820   at the moment.
3821 - ``r``: A 32 or 64-bit register.
3822
3823 MSP430:
3824
3825 - ``r``: An 8 or 16-bit register.
3826
3827 MIPS:
3828
3829 - ``I``: An immediate signed 16-bit integer.
3830 - ``J``: An immediate integer zero.
3831 - ``K``: An immediate unsigned 16-bit integer.
3832 - ``L``: An immediate 32-bit integer, where the lower 16 bits are 0.
3833 - ``N``: An immediate integer between -65535 and -1.
3834 - ``O``: An immediate signed 15-bit integer.
3835 - ``P``: An immediate integer between 1 and 65535.
3836 - ``m``: A memory address operand. In MIPS-SE mode, allows a base address
3837   register plus 16-bit immediate offset. In MIPS mode, just a base register.
3838 - ``R``: A memory address operand. In MIPS-SE mode, allows a base address
3839   register plus a 9-bit signed offset. In MIPS mode, the same as constraint
3840   ``m``.
3841 - ``ZC``: A memory address operand, suitable for use in a ``pref``, ``ll``, or
3842   ``sc`` instruction on the given subtarget (details vary).
3843 - ``r``, ``d``,  ``y``: A 32 or 64-bit GPR register.
3844 - ``f``: A 32 or 64-bit FPU register (``F0-F31``), or a 128-bit MSA register
3845   (``W0-W31``). In the case of MSA registers, it is recommended to use the ``w``
3846   argument modifier for compatibility with GCC.
3847 - ``c``: A 32-bit or 64-bit GPR register suitable for indirect jump (always
3848   ``25``).
3849 - ``l``: The ``lo`` register, 32 or 64-bit.
3850 - ``x``: Invalid.
3851
3852 NVPTX:
3853
3854 - ``b``: A 1-bit integer register.
3855 - ``c`` or ``h``: A 16-bit integer register.
3856 - ``r``: A 32-bit integer register.
3857 - ``l`` or ``N``: A 64-bit integer register.
3858 - ``f``: A 32-bit float register.
3859 - ``d``: A 64-bit float register.
3860
3861
3862 PowerPC:
3863
3864 - ``I``: An immediate signed 16-bit integer.
3865 - ``J``: An immediate unsigned 16-bit integer, shifted left 16 bits.
3866 - ``K``: An immediate unsigned 16-bit integer.
3867 - ``L``: An immediate signed 16-bit integer, shifted left 16 bits.
3868 - ``M``: An immediate integer greater than 31.
3869 - ``N``: An immediate integer that is an exact power of 2.
3870 - ``O``: The immediate integer constant 0.
3871 - ``P``: An immediate integer constant whose negation is a signed 16-bit
3872   constant.
3873 - ``es``, ``o``, ``Q``, ``Z``, ``Zy``: A memory address operand, currently
3874   treated the same as ``m``.
3875 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register.
3876 - ``b``: A 32 or 64-bit integer register, excluding ``R0`` (that is:
3877   ``R1-R31``).
3878 - ``f``: A 32 or 64-bit float register (``F0-F31``), or when QPX is enabled, a
3879   128 or 256-bit QPX register (``Q0-Q31``; aliases the ``F`` registers).
3880 - ``v``: For ``4 x f32`` or ``4 x f64`` types, when QPX is enabled, a
3881   128 or 256-bit QPX register (``Q0-Q31``), otherwise a 128-bit
3882   altivec vector register (``V0-V31``).
3883
3884   .. FIXME: is this a bug that v accepts QPX registers? I think this
3885      is supposed to only use the altivec vector registers?
3886
3887 - ``y``: Condition register (``CR0-CR7``).
3888 - ``wc``: An individual CR bit in a CR register.
3889 - ``wa``, ``wd``, ``wf``: Any 128-bit VSX vector register, from the full VSX
3890   register set (overlapping both the floating-point and vector register files).
3891 - ``ws``: A 32 or 64-bit floating-point register, from the full VSX register
3892   set.
3893
3894 Sparc:
3895
3896 - ``I``: An immediate 13-bit signed integer.
3897 - ``r``: A 32-bit integer register.
3898 - ``f``: Any floating-point register on SparcV8, or a floating-point
3899   register in the "low" half of the registers on SparcV9.
3900 - ``e``: Any floating-point register. (Same as ``f`` on SparcV8.)
3901
3902 SystemZ:
3903
3904 - ``I``: An immediate unsigned 8-bit integer.
3905 - ``J``: An immediate unsigned 12-bit integer.
3906 - ``K``: An immediate signed 16-bit integer.
3907 - ``L``: An immediate signed 20-bit integer.
3908 - ``M``: An immediate integer 0x7fffffff.
3909 - ``Q``: A memory address operand with a base address and a 12-bit immediate
3910   unsigned displacement.
3911 - ``R``: A memory address operand with a base address, a 12-bit immediate
3912   unsigned displacement, and an index register.
3913 - ``S``: A memory address operand with a base address and a 20-bit immediate
3914   signed displacement.
3915 - ``T``: A memory address operand with a base address, a 20-bit immediate
3916   signed displacement, and an index register.
3917 - ``r`` or ``d``: A 32, 64, or 128-bit integer register.
3918 - ``a``: A 32, 64, or 128-bit integer address register (excludes R0, which in an
3919   address context evaluates as zero).
3920 - ``h``: A 32-bit value in the high part of a 64bit data register
3921   (LLVM-specific)
3922 - ``f``: A 32, 64, or 128-bit floating-point register.
3923
3924 X86:
3925
3926 - ``I``: An immediate integer between 0 and 31.
3927 - ``J``: An immediate integer between 0 and 64.
3928 - ``K``: An immediate signed 8-bit integer.
3929 - ``L``: An immediate integer, 0xff or 0xffff or (in 64-bit mode only)
3930   0xffffffff.
3931 - ``M``: An immediate integer between 0 and 3.
3932 - ``N``: An immediate unsigned 8-bit integer.
3933 - ``O``: An immediate integer between 0 and 127.
3934 - ``e``: An immediate 32-bit signed integer.
3935 - ``Z``: An immediate 32-bit unsigned integer.
3936 - ``o``, ``v``: Treated the same as ``m``, at the moment.
3937 - ``q``: An 8, 16, 32, or 64-bit register which can be accessed as an 8-bit
3938   ``l`` integer register. On X86-32, this is the ``a``, ``b``, ``c``, and ``d``
3939   registers, and on X86-64, it is all of the integer registers.
3940 - ``Q``: An 8, 16, 32, or 64-bit register which can be accessed as an 8-bit
3941   ``h`` integer register. This is the ``a``, ``b``, ``c``, and ``d`` registers.
3942 - ``r`` or ``l``: An 8, 16, 32, or 64-bit integer register.
3943 - ``R``: An 8, 16, 32, or 64-bit "legacy" integer register -- one which has
3944   existed since i386, and can be accessed without the REX prefix.
3945 - ``f``: A 32, 64, or 80-bit '387 FPU stack pseudo-register.
3946 - ``y``: A 64-bit MMX register, if MMX is enabled.
3947 - ``x``: If SSE is enabled: a 32 or 64-bit scalar operand, or 128-bit vector
3948   operand in a SSE register. If AVX is also enabled, can also be a 256-bit
3949   vector operand in an AVX register. If AVX-512 is also enabled, can also be a
3950   512-bit vector operand in an AVX512 register, Otherwise, an error.
3951 - ``Y``: The same as ``x``, if *SSE2* is enabled, otherwise an error.
3952 - ``A``: Special case: allocates EAX first, then EDX, for a single operand (in
3953   32-bit mode, a 64-bit integer operand will get split into two registers). It
3954   is not recommended to use this constraint, as in 64-bit mode, the 64-bit
3955   operand will get allocated only to RAX -- if two 32-bit operands are needed,
3956   you're better off splitting it yourself, before passing it to the asm
3957   statement.
3958
3959 XCore:
3960
3961 - ``r``: A 32-bit integer register.
3962
3963
3964 .. _inline-asm-modifiers:
3965
3966 Asm template argument modifiers
3967 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3968
3969 In the asm template string, modifiers can be used on the operand reference, like
3970 "``${0:n}``".
3971
3972 The modifiers are, in general, expected to behave the same way they do in
3973 GCC. LLVM's support is often implemented on an 'as-needed' basis, to support C
3974 inline asm code which was supported by GCC. A mismatch in behavior between LLVM
3975 and GCC likely indicates a bug in LLVM.
3976
3977 Target-independent:
3978
3979 - ``c``: Print an immediate integer constant unadorned, without
3980   the target-specific immediate punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
3981 - ``n``: Negate and print immediate integer constant unadorned, without the
3982   target-specific immediate punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
3983 - ``l``: Print as an unadorned label, without the target-specific label
3984   punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
3985
3986 AArch64:
3987
3988 - ``w``: Print a GPR register with a ``w*`` name instead of ``x*`` name. E.g.,
3989   instead of ``x30``, print ``w30``.
3990 - ``x``: Print a GPR register with a ``x*`` name. (this is the default, anyhow).
3991 - ``b``, ``h``, ``s``, ``d``, ``q``: Print a floating-point/SIMD register with a
3992   ``b*``, ``h*``, ``s*``, ``d*``, or ``q*`` name, rather than the default of
3993   ``v*``.
3994
3995 AMDGPU:
3996
3997 - ``r``: No effect.
3998
3999 ARM:
4000
4001 - ``a``: Print an operand as an address (with ``[`` and ``]`` surrounding a
4002   register).
4003 - ``P``: No effect.
4004 - ``q``: No effect.
4005 - ``y``: Print a VFP single-precision register as an indexed double (e.g. print
4006   as ``d4[1]`` instead of ``s9``)
4007 - ``B``: Bitwise invert and print an immediate integer constant without ``#``
4008   prefix.
4009 - ``L``: Print the low 16-bits of an immediate integer constant.
4010 - ``M``: Print as a register set suitable for ldm/stm. Also prints *all*
4011   register operands subsequent to the specified one (!), so use carefully.
4012 - ``Q``: Print the low-order register of a register-pair, or the low-order
4013   register of a two-register operand.
4014 - ``R``: Print the high-order register of a register-pair, or the high-order
4015   register of a two-register operand.
4016 - ``H``: Print the second register of a register-pair. (On a big-endian system,
4017   ``H`` is equivalent to ``Q``, and on little-endian system, ``H`` is equivalent
4018   to ``R``.)
4019
4020   .. FIXME: H doesn't currently support printing the second register
4021      of a two-register operand.
4022
4023 - ``e``: Print the low doubleword register of a NEON quad register.
4024 - ``f``: Print the high doubleword register of a NEON quad register.
4025 - ``m``: Print the base register of a memory operand without the ``[`` and ``]``
4026   adornment.
4027
4028 Hexagon:
4029
4030 - ``L``: Print the second register of a two-register operand. Requires that it
4031   has been allocated consecutively to the first.
4032
4033   .. FIXME: why is it restricted to consecutive ones? And there's
4034      nothing that ensures that happens, is there?
4035
4036 - ``I``: Print the letter 'i' if the operand is an integer constant, otherwise
4037   nothing. Used to print 'addi' vs 'add' instructions.
4038
4039 MSP430:
4040
4041 No additional modifiers.
4042
4043 MIPS:
4044
4045 - ``X``: Print an immediate integer as hexadecimal
4046 - ``x``: Print the low 16 bits of an immediate integer as hexadecimal.
4047 - ``d``: Print an immediate integer as decimal.
4048 - ``m``: Subtract one and print an immediate integer as decimal.
4049 - ``z``: Print $0 if an immediate zero, otherwise print normally.
4050 - ``L``: Print the low-order register of a two-register operand, or prints the
4051   address of the low-order word of a double-word memory operand.
4052
4053   .. FIXME: L seems to be missing memory operand support.
4054
4055 - ``M``: Print the high-order register of a two-register operand, or prints the
4056   address of the high-order word of a double-word memory operand.
4057
4058   .. FIXME: M seems to be missing memory operand support.
4059
4060 - ``D``: Print the second register of a two-register operand, or prints the
4061   second word of a double-word memory operand. (On a big-endian system, ``D`` is
4062   equivalent to ``L``, and on little-endian system, ``D`` is equivalent to
4063   ``M``.)
4064 - ``w``: No effect. Provided for compatibility with GCC which requires this
4065   modifier in order to print MSA registers (``W0-W31``) with the ``f``
4066   constraint.
4067
4068 NVPTX:
4069
4070 - ``r``: No effect.
4071
4072 PowerPC:
4073
4074 - ``L``: Print the second register of a two-register operand. Requires that it
4075   has been allocated consecutively to the first.
4076
4077   .. FIXME: why is it restricted to consecutive ones? And there's
4078      nothing that ensures that happens, is there?
4079
4080 - ``I``: Print the letter 'i' if the operand is an integer constant, otherwise
4081   nothing. Used to print 'addi' vs 'add' instructions.
4082 - ``y``: For a memory operand, prints formatter for a two-register X-form
4083   instruction. (Currently always prints ``r0,OPERAND``).
4084 - ``U``: Prints 'u' if the memory operand is an update form, and nothing
4085   otherwise. (NOTE: LLVM does not support update form, so this will currently
4086   always print nothing)
4087 - ``X``: Prints 'x' if the memory operand is an indexed form. (NOTE: LLVM does
4088   not support indexed form, so this will currently always print nothing)
4089
4090 Sparc:
4091
4092 - ``r``: No effect.
4093
4094 SystemZ:
4095
4096 SystemZ implements only ``n``, and does *not* support any of the other
4097 target-independent modifiers.
4098
4099 X86:
4100
4101 - ``c``: Print an unadorned integer or symbol name. (The latter is
4102   target-specific behavior for this typically target-independent modifier).
4103 - ``A``: Print a register name with a '``*``' before it.
4104 - ``b``: Print an 8-bit register name (e.g. ``al``); do nothing on a memory
4105   operand.
4106 - ``h``: Print the upper 8-bit register name (e.g. ``ah``); do nothing on a
4107   memory operand.
4108 - ``w``: Print the 16-bit register name (e.g. ``ax``); do nothing on a memory
4109   operand.
4110 - ``k``: Print the 32-bit register name (e.g. ``eax``); do nothing on a memory
4111   operand.
4112 - ``q``: Print the 64-bit register name (e.g. ``rax``), if 64-bit registers are
4113   available, otherwise the 32-bit register name; do nothing on a memory operand.
4114 - ``n``: Negate and print an unadorned integer, or, for operands other than an
4115   immediate integer (e.g. a relocatable symbol expression), print a '-' before
4116   the operand. (The behavior for relocatable symbol expressions is a
4117   target-specific behavior for this typically target-independent modifier)
4118 - ``H``: Print a memory reference with additional offset +8.
4119 - ``P``: Print a memory reference or operand for use as the argument of a call
4120   instruction. (E.g. omit ``(rip)``, even though it's PC-relative.)
4121
4122 XCore:
4123
4124 No additional modifiers.
4125
4126
4127 Inline Asm Metadata
4128 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4129
4130 The call instructions that wrap inline asm nodes may have a
4131 "``!srcloc``" MDNode attached to it that contains a list of constant
4132 integers. If present, the code generator will use the integer as the
4133 location cookie value when report errors through the ``LLVMContext``
4134 error reporting mechanisms. This allows a front-end to correlate backend
4135 errors that occur with inline asm back to the source code that produced
4136 it. For example:
4137
4138 .. code-block:: llvm
4139
4140     call void asm sideeffect "something bad", ""(), !srcloc !42
4141     ...
4142     !42 = !{ i32 1234567 }
4143
4144 It is up to the front-end to make sense of the magic numbers it places
4145 in the IR. If the MDNode contains multiple constants, the code generator
4146 will use the one that corresponds to the line of the asm that the error
4147 occurs on.
4148
4149 .. _metadata:
4150
4151 Metadata
4152 ========
4153
4154 LLVM IR allows metadata to be attached to instructions in the program
4155 that can convey extra information about the code to the optimizers and
4156 code generator. One example application of metadata is source-level
4157 debug information. There are two metadata primitives: strings and nodes.
4158
4159 Metadata does not have a type, and is not a value. If referenced from a
4160 ``call`` instruction, it uses the ``metadata`` type.
4161
4162 All metadata are identified in syntax by a exclamation point ('``!``').
4163
4164 .. _metadata-string:
4165
4166 Metadata Nodes and Metadata Strings
4167 -----------------------------------
4168
4169 A metadata string is a string surrounded by double quotes. It can
4170 contain any character by escaping non-printable characters with
4171 "``\xx``" where "``xx``" is the two digit hex code. For example:
4172 "``!"test\00"``".
4173
4174 Metadata nodes are represented with notation similar to structure
4175 constants (a comma separated list of elements, surrounded by braces and
4176 preceded by an exclamation point). Metadata nodes can have any values as
4177 their operand. For example:
4178
4179 .. code-block:: llvm
4180
4181     !{ !"test\00", i32 10}
4182
4183 Metadata nodes that aren't uniqued use the ``distinct`` keyword. For example:
4184
4185 .. code-block:: text
4186
4187     !0 = distinct !{!"test\00", i32 10}
4188
4189 ``distinct`` nodes are useful when nodes shouldn't be merged based on their
4190 content. They can also occur when transformations cause uniquing collisions
4191 when metadata operands change.
4192
4193 A :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` is a collection of
4194 metadata nodes, which can be looked up in the module symbol table. For
4195 example:
4196
4197 .. code-block:: llvm
4198
4199     !foo = !{!4, !3}
4200
4201 Metadata can be used as function arguments. Here the ``llvm.dbg.value``
4202 intrinsic is using three metadata arguments:
4203
4204 .. code-block:: llvm
4205
4206     call void @llvm.dbg.value(metadata !24, metadata !25, metadata !26)
4207
4208 Metadata can be attached to an instruction. Here metadata ``!21`` is attached
4209 to the ``add`` instruction using the ``!dbg`` identifier:
4210
4211 .. code-block:: llvm
4212
4213     %indvar.next = add i64 %indvar, 1, !dbg !21
4214
4215 Metadata can also be attached to a function or a global variable. Here metadata
4216 ``!22`` is attached to the ``f1`` and ``f2 functions, and the globals ``g1``
4217 and ``g2`` using the ``!dbg`` identifier:
4218
4219 .. code-block:: llvm
4220
4221     declare !dbg !22 void @f1()
4222     define void @f2() !dbg !22 {
4223       ret void
4224     }
4225
4226     @g1 = global i32 0, !dbg !22
4227     @g2 = external global i32, !dbg !22
4228
4229 A transformation is required to drop any metadata attachment that it does not
4230 know or know it can't preserve. Currently there is an exception for metadata
4231 attachment to globals for ``!type`` and ``!absolute_symbol`` which can't be
4232 unconditionally dropped unless the global is itself deleted.
4233
4234 Metadata attached to a module using named metadata may not be dropped, with
4235 the exception of debug metadata (named metadata with the name ``!llvm.dbg.*``).
4236
4237 More information about specific metadata nodes recognized by the
4238 optimizers and code generator is found below.
4239
4240 .. _specialized-metadata:
4241
4242 Specialized Metadata Nodes
4243 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4244
4245 Specialized metadata nodes are custom data structures in metadata (as opposed
4246 to generic tuples). Their fields are labelled, and can be specified in any
4247 order.
4248
4249 These aren't inherently debug info centric, but currently all the specialized
4250 metadata nodes are related to debug info.
4251
4252 .. _DICompileUnit:
4253
4254 DICompileUnit
4255 """""""""""""
4256
4257 ``DICompileUnit`` nodes represent a compile unit. The ``enums:``,
4258 ``retainedTypes:``, ``globals:``, ``imports:`` and ``macros:`` fields are tuples
4259 containing the debug info to be emitted along with the compile unit, regardless
4260 of code optimizations (some nodes are only emitted if there are references to
4261 them from instructions). The ``debugInfoForProfiling:`` field is a boolean
4262 indicating whether or not line-table discriminators are updated to provide
4263 more-accurate debug info for profiling results.
4264
4265 .. code-block:: text
4266
4267     !0 = !DICompileUnit(language: DW_LANG_C99, file: !1, producer: "clang",
4268                         isOptimized: true, flags: "-O2", runtimeVersion: 2,
4269                         splitDebugFilename: "abc.debug", emissionKind: FullDebug,
4270                         enums: !2, retainedTypes: !3, globals: !4, imports: !5,
4271                         macros: !6, dwoId: 0x0abcd)
4272
4273 Compile unit descriptors provide the root scope for objects declared in a
4274 specific compilation unit. File descriptors are defined using this scope.  These
4275 descriptors are collected by a named metadata node ``!llvm.dbg.cu``. They keep
4276 track of global variables, type information, and imported entities (declarations
4277 and namespaces).
4278
4279 .. _DIFile:
4280
4281 DIFile
4282 """"""
4283
4284 ``DIFile`` nodes represent files. The ``filename:`` can include slashes.
4285
4286 .. code-block:: none
4287
4288     !0 = !DIFile(filename: "path/to/file", directory: "/path/to/dir",
4289                  checksumkind: CSK_MD5,
4290                  checksum: "000102030405060708090a0b0c0d0e0f")
4291
4292 Files are sometimes used in ``scope:`` fields, and are the only valid target
4293 for ``file:`` fields.
4294 Valid values for ``checksumkind:`` field are: {CSK_None, CSK_MD5, CSK_SHA1}
4295
4296 .. _DIBasicType:
4297
4298 DIBasicType
4299 """""""""""
4300
4301 ``DIBasicType`` nodes represent primitive types, such as ``int``, ``bool`` and
4302 ``float``. ``tag:`` defaults to ``DW_TAG_base_type``.
4303
4304 .. code-block:: text
4305
4306     !0 = !DIBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
4307                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
4308     !1 = !DIBasicType(tag: DW_TAG_unspecified_type, name: "decltype(nullptr)")
4309
4310 The ``encoding:`` describes the details of the type. Usually it's one of the
4311 following:
4312
4313 .. code-block:: text
4314
4315   DW_ATE_address       = 1
4316   DW_ATE_boolean       = 2
4317   DW_ATE_float         = 4
4318   DW_ATE_signed        = 5
4319   DW_ATE_signed_char   = 6
4320   DW_ATE_unsigned      = 7
4321   DW_ATE_unsigned_char = 8
4322
4323 .. _DISubroutineType:
4324
4325 DISubroutineType
4326 """"""""""""""""
4327
4328 ``DISubroutineType`` nodes represent subroutine types. Their ``types:`` field
4329 refers to a tuple; the first operand is the return type, while the rest are the
4330 types of the formal arguments in order. If the first operand is ``null``, that
4331 represents a function with no return value (such as ``void foo() {}`` in C++).
4332
4333 .. code-block:: text
4334
4335     !0 = !BasicType(name: "int", size: 32, align: 32, DW_ATE_signed)
4336     !1 = !BasicType(name: "char", size: 8, align: 8, DW_ATE_signed_char)
4337     !2 = !DISubroutineType(types: !{null, !0, !1}) ; void (int, char)
4338
4339 .. _DIDerivedType:
4340
4341 DIDerivedType
4342 """""""""""""
4343
4344 ``DIDerivedType`` nodes represent types derived from other types, such as
4345 qualified types.
4346
4347 .. code-block:: text
4348
4349     !0 = !DIBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
4350                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
4351     !1 = !DIDerivedType(tag: DW_TAG_pointer_type, baseType: !0, size: 32,
4352                         align: 32)
4353
4354 The following ``tag:`` values are valid:
4355
4356 .. code-block:: text
4357
4358   DW_TAG_member             = 13
4359   DW_TAG_pointer_type       = 15
4360   DW_TAG_reference_type     = 16
4361   DW_TAG_typedef            = 22
4362   DW_TAG_inheritance        = 28
4363   DW_TAG_ptr_to_member_type = 31
4364   DW_TAG_const_type         = 38
4365   DW_TAG_friend             = 42
4366   DW_TAG_volatile_type      = 53
4367   DW_TAG_restrict_type      = 55
4368   DW_TAG_atomic_type        = 71
4369
4370 .. _DIDerivedTypeMember:
4371
4372 ``DW_TAG_member`` is used to define a member of a :ref:`composite type
4373 <DICompositeType>`. The type of the member is the ``baseType:``. The
4374 ``offset:`` is the member's bit offset.  If the composite type has an ODR
4375 ``identifier:`` and does not set ``flags: DIFwdDecl``, then the member is
4376 uniqued based only on its ``name:`` and ``scope:``.
4377
4378 ``DW_TAG_inheritance`` and ``DW_TAG_friend`` are used in the ``elements:``
4379 field of :ref:`composite types <DICompositeType>` to describe parents and
4380 friends.
4381
4382 ``DW_TAG_typedef`` is used to provide a name for the ``baseType:``.
4383
4384 ``DW_TAG_pointer_type``, ``DW_TAG_reference_type``, ``DW_TAG_const_type``,
4385 ``DW_TAG_volatile_type``, ``DW_TAG_restrict_type`` and ``DW_TAG_atomic_type``
4386 are used to qualify the ``baseType:``.
4387
4388 Note that the ``void *`` type is expressed as a type derived from NULL.
4389
4390 .. _DICompositeType:
4391
4392 DICompositeType
4393 """""""""""""""
4394
4395 ``DICompositeType`` nodes represent types composed of other types, like
4396 structures and unions. ``elements:`` points to a tuple of the composed types.
4397
4398 If the source language supports ODR, the ``identifier:`` field gives the unique
4399 identifier used for type merging between modules.  When specified,
4400 :ref:`subprogram declarations <DISubprogramDeclaration>` and :ref:`member
4401 derived types <DIDerivedTypeMember>` that reference the ODR-type in their
4402 ``scope:`` change uniquing rules.
4403
4404 For a given ``identifier:``, there should only be a single composite type that
4405 does not have  ``flags: DIFlagFwdDecl`` set.  LLVM tools that link modules
4406 together will unique such definitions at parse time via the ``identifier:``
4407 field, even if the nodes are ``distinct``.
4408
4409 .. code-block:: text
4410
4411     !0 = !DIEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
4412     !1 = !DIEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
4413     !2 = !DIEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
4414     !3 = !DICompositeType(tag: DW_TAG_enumeration_type, name: "Enum", file: !12,
4415                           line: 2, size: 32, align: 32, identifier: "_M4Enum",
4416                           elements: !{!0, !1, !2})
4417
4418 The following ``tag:`` values are valid:
4419
4420 .. code-block:: text
4421
4422   DW_TAG_array_type       = 1
4423   DW_TAG_class_type       = 2
4424   DW_TAG_enumeration_type = 4
4425   DW_TAG_structure_type   = 19
4426   DW_TAG_union_type       = 23
4427
4428 For ``DW_TAG_array_type``, the ``elements:`` should be :ref:`subrange
4429 descriptors <DISubrange>`, each representing the range of subscripts at that
4430 level of indexing. The ``DIFlagVector`` flag to ``flags:`` indicates that an
4431 array type is a native packed vector.
4432
4433 For ``DW_TAG_enumeration_type``, the ``elements:`` should be :ref:`enumerator
4434 descriptors <DIEnumerator>`, each representing the definition of an enumeration
4435 value for the set. All enumeration type descriptors are collected in the
4436 ``enums:`` field of the :ref:`compile unit <DICompileUnit>`.
4437
4438 For ``DW_TAG_structure_type``, ``DW_TAG_class_type``, and
4439 ``DW_TAG_union_type``, the ``elements:`` should be :ref:`derived types
4440 <DIDerivedType>` with ``tag: DW_TAG_member``, ``tag: DW_TAG_inheritance``, or
4441 ``tag: DW_TAG_friend``; or :ref:`subprograms <DISubprogram>` with
4442 ``isDefinition: false``.
4443
4444 .. _DISubrange:
4445
4446 DISubrange
4447 """"""""""
4448
4449 ``DISubrange`` nodes are the elements for ``DW_TAG_array_type`` variants of
4450 :ref:`DICompositeType`.
4451
4452 - ``count: -1`` indicates an empty array.
4453 - ``count: !9`` describes the count with a :ref:`DILocalVariable`.
4454 - ``count: !11`` describes the count with a :ref:`DIGlobalVariable`.
4455
4456 .. code-block:: text
4457
4458     !0 = !DISubrange(count: 5, lowerBound: 0) ; array counting from 0
4459     !1 = !DISubrange(count: 5, lowerBound: 1) ; array counting from 1
4460     !2 = !DISubrange(count: -1) ; empty array.
4461
4462     ; Scopes used in rest of example
4463     !6 = !DIFile(filename: "vla.c", directory: "/path/to/file")
4464     !7 = distinct !DICompileUnit(language: DW_LANG_C99, file: !6)
4465     !8 = distinct !DISubprogram(name: "foo", scope: !7, file: !6, line: 5)
4466
4467     ; Use of local variable as count value
4468     !9 = !DIBasicType(name: "int", size: 32, encoding: DW_ATE_signed)
4469     !10 = !DILocalVariable(name: "count", scope: !8, file: !6, line: 42, type: !9)
4470     !11 = !DISubrange(count: !10, lowerBound: 0)
4471
4472     ; Use of global variable as count value
4473     !12 = !DIGlobalVariable(name: "count", scope: !8, file: !6, line: 22, type: !9)
4474     !13 = !DISubrange(count: !12, lowerBound: 0)
4475
4476 .. _DIEnumerator:
4477
4478 DIEnumerator
4479 """"""""""""
4480
4481 ``DIEnumerator`` nodes are the elements for ``DW_TAG_enumeration_type``
4482 variants of :ref:`DICompositeType`.
4483
4484 .. code-block:: text
4485
4486     !0 = !DIEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
4487     !1 = !DIEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
4488     !2 = !DIEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
4489
4490 DITemplateTypeParameter
4491 """""""""""""""""""""""
4492
4493 ``DITemplateTypeParameter`` nodes represent type parameters to generic source
4494 language constructs. They are used (optionally) in :ref:`DICompositeType` and
4495 :ref:`DISubprogram` ``templateParams:`` fields.
4496
4497 .. code-block:: text
4498
4499     !0 = !DITemplateTypeParameter(name: "Ty", type: !1)
4500
4501 DITemplateValueParameter
4502 """"""""""""""""""""""""
4503
4504 ``DITemplateValueParameter`` nodes represent value parameters to generic source
4505 language constructs. ``tag:`` defaults to ``DW_TAG_template_value_parameter``,
4506 but if specified can also be set to ``DW_TAG_GNU_template_template_param`` or
4507 ``DW_TAG_GNU_template_param_pack``. They are used (optionally) in
4508 :ref:`DICompositeType` and :ref:`DISubprogram` ``templateParams:`` fields.
4509
4510 .. code-block:: text
4511
4512     !0 = !DITemplateValueParameter(name: "Ty", type: !1, value: i32 7)
4513
4514 DINamespace
4515 """""""""""
4516
4517 ``DINamespace`` nodes represent namespaces in the source language.
4518
4519 .. code-block:: text
4520
4521     !0 = !DINamespace(name: "myawesomeproject", scope: !1, file: !2, line: 7)
4522
4523 .. _DIGlobalVariable:
4524
4525 DIGlobalVariable
4526 """"""""""""""""
4527
4528 ``DIGlobalVariable`` nodes represent global variables in the source language.
4529
4530 .. code-block:: text
4531
4532     @foo = global i32, !dbg !0
4533     !0 = !DIGlobalVariableExpression(var: !1, expr: !DIExpression())
4534     !1 = !DIGlobalVariable(name: "foo", linkageName: "foo", scope: !2,
4535                            file: !3, line: 7, type: !4, isLocal: true,
4536                            isDefinition: false, declaration: !5)
4537
4538
4539 DIGlobalVariableExpression
4540 """"""""""""""""""""""""""
4541
4542 ``DIGlobalVariableExpression`` nodes tie a :ref:`DIGlobalVariable` together
4543 with a :ref:`DIExpression`.
4544
4545 .. code-block:: text
4546
4547     @lower = global i32, !dbg !0
4548     @upper = global i32, !dbg !1
4549     !0 = !DIGlobalVariableExpression(
4550              var: !2,
4551              expr: !DIExpression(DW_OP_LLVM_fragment, 0, 32)
4552              )
4553     !1 = !DIGlobalVariableExpression(
4554              var: !2,
4555              expr: !DIExpression(DW_OP_LLVM_fragment, 32, 32)
4556              )
4557     !2 = !DIGlobalVariable(name: "split64", linkageName: "split64", scope: !3,
4558                            file: !4, line: 8, type: !5, declaration: !6)
4559
4560 All global variable expressions should be referenced by the `globals:` field of
4561 a :ref:`compile unit <DICompileUnit>`.
4562
4563 .. _DISubprogram:
4564
4565 DISubprogram
4566 """"""""""""
4567
4568 ``DISubprogram`` nodes represent functions from the source language. A
4569 ``DISubprogram`` may be attached to a function definition using ``!dbg``
4570 metadata. The ``variables:`` field points at :ref:`variables <DILocalVariable>`
4571 that must be retained, even if their IR counterparts are optimized out of
4572 the IR. The ``type:`` field must point at an :ref:`DISubroutineType`.
4573
4574 .. _DISubprogramDeclaration:
4575
4576 When ``isDefinition: false``, subprograms describe a declaration in the type
4577 tree as opposed to a definition of a function.  If the scope is a composite
4578 type with an ODR ``identifier:`` and that does not set ``flags: DIFwdDecl``,
4579 then the subprogram declaration is uniqued based only on its ``linkageName:``
4580 and ``scope:``.
4581
4582 .. code-block:: text
4583
4584     define void @_Z3foov() !dbg !0 {
4585       ...
4586     }
4587
4588     !0 = distinct !DISubprogram(name: "foo", linkageName: "_Zfoov", scope: !1,
4589                                 file: !2, line: 7, type: !3, isLocal: true,
4590                                 isDefinition: true, scopeLine: 8,
4591                                 containingType: !4,
4592                                 virtuality: DW_VIRTUALITY_pure_virtual,
4593                                 virtualIndex: 10, flags: DIFlagPrototyped,
4594                                 isOptimized: true, unit: !5, templateParams: !6,
4595                                 declaration: !7, variables: !8, thrownTypes: !9)
4596
4597 .. _DILexicalBlock:
4598
4599 DILexicalBlock
4600 """"""""""""""
4601
4602 ``DILexicalBlock`` nodes describe nested blocks within a :ref:`subprogram
4603 <DISubprogram>`. The line number and column numbers are used to distinguish
4604 two lexical blocks at same depth. They are valid targets for ``scope:``
4605 fields.
4606
4607 .. code-block:: text
4608
4609     !0 = distinct !DILexicalBlock(scope: !1, file: !2, line: 7, column: 35)
4610
4611 Usually lexical blocks are ``distinct`` to prevent node merging based on
4612 operands.
4613
4614 .. _DILexicalBlockFile:
4615
4616 DILexicalBlockFile
4617 """"""""""""""""""
4618
4619 ``DILexicalBlockFile`` nodes are used to discriminate between sections of a
4620 :ref:`lexical block <DILexicalBlock>`. The ``file:`` field can be changed to
4621 indicate textual inclusion, or the ``discriminator:`` field can be used to
4622 discriminate between control flow within a single block in the source language.
4623
4624 .. code-block:: text
4625
4626     !0 = !DILexicalBlock(scope: !3, file: !4, line: 7, column: 35)
4627     !1 = !DILexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 0)
4628     !2 = !DILexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 1)
4629
4630 .. _DILocation:
4631
4632 DILocation
4633 """"""""""
4634
4635 ``DILocation`` nodes represent source debug locations. The ``scope:`` field is
4636 mandatory, and points at an :ref:`DILexicalBlockFile`, an
4637 :ref:`DILexicalBlock`, or an :ref:`DISubprogram`.
4638
4639 .. code-block:: text
4640
4641     !0 = !DILocation(line: 2900, column: 42, scope: !1, inlinedAt: !2)
4642
4643 .. _DILocalVariable:
4644
4645 DILocalVariable
4646 """""""""""""""
4647
4648 ``DILocalVariable`` nodes represent local variables in the source language. If
4649 the ``arg:`` field is set to non-zero, then this variable is a subprogram
4650 parameter, and it will be included in the ``variables:`` field of its
4651 :ref:`DISubprogram`.
4652
4653 .. code-block:: text
4654
4655     !0 = !DILocalVariable(name: "this", arg: 1, scope: !3, file: !2, line: 7,
4656                           type: !3, flags: DIFlagArtificial)
4657     !1 = !DILocalVariable(name: "x", arg: 2, scope: !4, file: !2, line: 7,
4658                           type: !3)
4659     !2 = !DILocalVariable(name: "y", scope: !5, file: !2, line: 7, type: !3)
4660
4661 .. _DIExpression:
4662
4663 DIExpression
4664 """"""""""""
4665
4666 ``DIExpression`` nodes represent expressions that are inspired by the DWARF
4667 expression language. They are used in :ref:`debug intrinsics<dbg_intrinsics>`
4668 (such as ``llvm.dbg.declare`` and ``llvm.dbg.value``) to describe how the
4669 referenced LLVM variable relates to the source language variable. Debug
4670 intrinsics are interpreted left-to-right: start by pushing the value/address
4671 operand of the intrinsic onto a stack, then repeatedly push and evaluate
4672 opcodes from the DIExpression until the final variable description is produced.
4673
4674 The current supported opcode vocabulary is limited:
4675
4676 - ``DW_OP_deref`` dereferences the top of the expression stack.
4677 - ``DW_OP_plus`` pops the last two entries from the expression stack, adds
4678   them together and appends the result to the expression stack.
4679 - ``DW_OP_minus`` pops the last two entries from the expression stack, subtracts
4680   the last entry from the second last entry and appends the result to the
4681   expression stack.
4682 - ``DW_OP_plus_uconst, 93`` adds ``93`` to the working expression.
4683 - ``DW_OP_LLVM_fragment, 16, 8`` specifies the offset and size (``16`` and ``8``
4684   here, respectively) of the variable fragment from the working expression. Note
4685   that contrary to DW_OP_bit_piece, the offset is describing the location
4686   within the described source variable.
4687 - ``DW_OP_LLVM_convert, 16, DW_ATE_signed`` specifies a bit size and encoding
4688   (``16`` and ``DW_ATE_signed`` here, respectively) to which the top of the
4689   expression stack is to be converted. Maps into a ``DW_OP_convert`` operation
4690   that references a base type constructed from the supplied values.
4691 - ``DW_OP_swap`` swaps top two stack entries.
4692 - ``DW_OP_xderef`` provides extended dereference mechanism. The entry at the top
4693   of the stack is treated as an address. The second stack entry is treated as an
4694   address space identifier.
4695 - ``DW_OP_stack_value`` marks a constant value.
4696
4697 DWARF specifies three kinds of simple location descriptions: Register, memory,
4698 and implicit location descriptions.  Note that a location description is
4699 defined over certain ranges of a program, i.e the location of a variable may
4700 change over the course of the program. Register and memory location
4701 descriptions describe the *concrete location* of a source variable (in the
4702 sense that a debugger might modify its value), whereas *implicit locations*
4703 describe merely the actual *value* of a source variable which might not exist
4704 in registers or in memory (see ``DW_OP_stack_value``).
4705
4706 A ``llvm.dbg.addr`` or ``llvm.dbg.declare`` intrinsic describes an indirect
4707 value (the address) of a source variable. The first operand of the intrinsic
4708 must be an address of some kind. A DIExpression attached to the intrinsic
4709 refines this address to produce a concrete location for the source variable.
4710
4711 A ``llvm.dbg.value`` intrinsic describes the direct value of a source variable.
4712 The first operand of the intrinsic may be a direct or indirect value. A
4713 DIExpresion attached to the intrinsic refines the first operand to produce a
4714 direct value. For example, if the first operand is an indirect value, it may be
4715 necessary to insert ``DW_OP_deref`` into the DIExpresion in order to produce a
4716 valid debug intrinsic.
4717
4718 .. note::
4719
4720    A DIExpression is interpreted in the same way regardless of which kind of
4721    debug intrinsic it's attached to.
4722
4723 .. code-block:: text
4724
4725     !0 = !DIExpression(DW_OP_deref)
4726     !1 = !DIExpression(DW_OP_plus_uconst, 3)
4727     !1 = !DIExpression(DW_OP_constu, 3, DW_OP_plus)
4728     !2 = !DIExpression(DW_OP_bit_piece, 3, 7)
4729     !3 = !DIExpression(DW_OP_deref, DW_OP_constu, 3, DW_OP_plus, DW_OP_LLVM_fragment, 3, 7)
4730     !4 = !DIExpression(DW_OP_constu, 2, DW_OP_swap, DW_OP_xderef)
4731     !5 = !DIExpression(DW_OP_constu, 42, DW_OP_stack_value)
4732
4733 DIObjCProperty
4734 """"""""""""""
4735
4736 ``DIObjCProperty`` nodes represent Objective-C property nodes.
4737
4738 .. code-block:: text
4739
4740     !3 = !DIObjCProperty(name: "foo", file: !1, line: 7, setter: "setFoo",
4741                          getter: "getFoo", attributes: 7, type: !2)
4742
4743 DIImportedEntity
4744 """"""""""""""""
4745
4746 ``DIImportedEntity`` nodes represent entities (such as modules) imported into a
4747 compile unit.
4748
4749 .. code-block:: text
4750
4751    !2 = !DIImportedEntity(tag: DW_TAG_imported_module, name: "foo", scope: !0,
4752                           entity: !1, line: 7)
4753
4754 DIMacro
4755 """""""
4756
4757 ``DIMacro`` nodes represent definition or undefinition of a macro identifiers.
4758 The ``name:`` field is the macro identifier, followed by macro parameters when
4759 defining a function-like macro, and the ``value`` field is the token-string
4760 used to expand the macro identifier.
4761
4762 .. code-block:: text
4763
4764    !2 = !DIMacro(macinfo: DW_MACINFO_define, line: 7, name: "foo(x)",
4765                  value: "((x) + 1)")
4766    !3 = !DIMacro(macinfo: DW_MACINFO_undef, line: 30, name: "foo")
4767
4768 DIMacroFile
4769 """""""""""
4770
4771 ``DIMacroFile`` nodes represent inclusion of source files.
4772 The ``nodes:`` field is a list of ``DIMacro`` and ``DIMacroFile`` nodes that
4773 appear in the included source file.
4774
4775 .. code-block:: text
4776
4777    !2 = !DIMacroFile(macinfo: DW_MACINFO_start_file, line: 7, file: !2,
4778                      nodes: !3)
4779
4780 '``tbaa``' Metadata
4781 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4782
4783 In LLVM IR, memory does not have types, so LLVM's own type system is not
4784 suitable for doing type based alias analysis (TBAA). Instead, metadata is
4785 added to the IR to describe a type system of a higher level language. This
4786 can be used to implement C/C++ strict type aliasing rules, but it can also
4787 be used to implement custom alias analysis behavior for other languages.
4788
4789 This description of LLVM's TBAA system is broken into two parts:
4790 :ref:`Semantics<tbaa_node_semantics>` talks about high level issues, and
4791 :ref:`Representation<tbaa_node_representation>` talks about the metadata
4792 encoding of various entities.
4793
4794 It is always possible to trace any TBAA node to a "root" TBAA node (details
4795 in the :ref:`Representation<tbaa_node_representation>` section).  TBAA
4796 nodes with different roots have an unknown aliasing relationship, and LLVM
4797 conservatively infers ``MayAlias`` between them.  The rules mentioned in
4798 this section only pertain to TBAA nodes living under the same root.
4799
4800 .. _tbaa_node_semantics:
4801
4802 Semantics
4803 """""""""
4804
4805 The TBAA metadata system, referred to as "struct path TBAA" (not to be
4806 confused with ``tbaa.struct``), consists of the following high level
4807 concepts: *Type Descriptors*, further subdivided into scalar type
4808 descriptors and struct type descriptors; and *Access Tags*.
4809
4810 **Type descriptors** describe the type system of the higher level language
4811 being compiled.  **Scalar type descriptors** describe types that do not
4812 contain other types.  Each scalar type has a parent type, which must also
4813 be a scalar type or the TBAA root.  Via this parent relation, scalar types
4814 within a TBAA root form a tree.  **Struct type descriptors** denote types
4815 that contain a sequence of other type descriptors, at known offsets.  These
4816 contained type descriptors can either be struct type descriptors themselves
4817 or scalar type descriptors.
4818
4819 **Access tags** are metadata nodes attached to load and store instructions.
4820 Access tags use type descriptors to describe the *location* being accessed
4821 in terms of the type system of the higher level language.  Access tags are
4822 tuples consisting of a base type, an access type and an offset.  The base
4823 type is a scalar type descriptor or a struct type descriptor, the access
4824 type is a scalar type descriptor, and the offset is a constant integer.
4825
4826 The access tag ``(BaseTy, AccessTy, Offset)`` can describe one of two
4827 things:
4828
4829  * If ``BaseTy`` is a struct type, the tag describes a memory access (load
4830    or store) of a value of type ``AccessTy`` contained in the struct type
4831    ``BaseTy`` at offset ``Offset``.
4832
4833  * If ``BaseTy`` is a scalar type, ``Offset`` must be 0 and ``BaseTy`` and
4834    ``AccessTy`` must be the same; and the access tag describes a scalar
4835    access with scalar type ``AccessTy``.
4836
4837 We first define an ``ImmediateParent`` relation on ``(BaseTy, Offset)``
4838 tuples this way:
4839
4840  * If ``BaseTy`` is a scalar type then ``ImmediateParent(BaseTy, 0)`` is
4841    ``(ParentTy, 0)`` where ``ParentTy`` is the parent of the scalar type as
4842    described in the TBAA metadata.  ``ImmediateParent(BaseTy, Offset)`` is
4843    undefined if ``Offset`` is non-zero.
4844
4845  * If ``BaseTy`` is a struct type then ``ImmediateParent(BaseTy, Offset)``
4846    is ``(NewTy, NewOffset)`` where ``NewTy`` is the type contained in
4847    ``BaseTy`` at offset ``Offset`` and ``NewOffset`` is ``Offset`` adjusted
4848    to be relative within that inner type.
4849
4850 A memory access with an access tag ``(BaseTy1, AccessTy1, Offset1)``
4851 aliases a memory access with an access tag ``(BaseTy2, AccessTy2,
4852 Offset2)`` if either ``(BaseTy1, Offset1)`` is reachable from ``(Base2,
4853 Offset2)`` via the ``Parent`` relation or vice versa.
4854
4855 As a concrete example, the type descriptor graph for the following program
4856
4857 .. code-block:: c
4858
4859     struct Inner {
4860       int i;    // offset 0
4861       float f;  // offset 4
4862     };
4863
4864     struct Outer {
4865       float f;  // offset 0
4866       double d; // offset 4
4867       struct Inner inner_a;  // offset 12
4868     };
4869
4870     void f(struct Outer* outer, struct Inner* inner, float* f, int* i, char* c) {
4871       outer->f = 0;            // tag0: (OuterStructTy, FloatScalarTy, 0)
4872       outer->inner_a.i = 0;    // tag1: (OuterStructTy, IntScalarTy, 12)
4873       outer->inner_a.f = 0.0;  // tag2: (OuterStructTy, FloatScalarTy, 16)
4874       *f = 0.0;                // tag3: (FloatScalarTy, FloatScalarTy, 0)
4875     }
4876
4877 is (note that in C and C++, ``char`` can be used to access any arbitrary
4878 type):
4879
4880 .. code-block:: text
4881
4882     Root = "TBAA Root"
4883     CharScalarTy = ("char", Root, 0)
4884     FloatScalarTy = ("float", CharScalarTy, 0)
4885     DoubleScalarTy = ("double", CharScalarTy, 0)
4886     IntScalarTy = ("int", CharScalarTy, 0)
4887     InnerStructTy = {"Inner" (IntScalarTy, 0), (FloatScalarTy, 4)}
4888     OuterStructTy = {"Outer", (FloatScalarTy, 0), (DoubleScalarTy, 4),
4889                      (InnerStructTy, 12)}
4890
4891
4892 with (e.g.) ``ImmediateParent(OuterStructTy, 12)`` = ``(InnerStructTy,
4893 0)``, ``ImmediateParent(InnerStructTy, 0)`` = ``(IntScalarTy, 0)``, and
4894 ``ImmediateParent(IntScalarTy, 0)`` = ``(CharScalarTy, 0)``.
4895
4896 .. _tbaa_node_representation:
4897
4898 Representation
4899 """"""""""""""
4900
4901 The root node of a TBAA type hierarchy is an ``MDNode`` with 0 operands or
4902 with exactly one ``MDString`` operand.
4903
4904 Scalar type descriptors are represented as an ``MDNode`` s with two
4905 operands.  The first operand is an ``MDString`` denoting the name of the
4906 struct type.  LLVM does not assign meaning to the value of this operand, it
4907 only cares about it being an ``MDString``.  The second operand is an
4908 ``MDNode`` which points to the parent for said scalar type descriptor,
4909 which is either another scalar type descriptor or the TBAA root.  Scalar
4910 type descriptors can have an optional third argument, but that must be the
4911 constant integer zero.
4912
4913 Struct type descriptors are represented as ``MDNode`` s with an odd number
4914 of operands greater than 1.  The first operand is an ``MDString`` denoting
4915 the name of the struct type.  Like in scalar type descriptors the actual
4916 value of this name operand is irrelevant to LLVM.  After the name operand,
4917 the struct type descriptors have a sequence of alternating ``MDNode`` and
4918 ``ConstantInt`` operands.  With N starting from 1, the 2N - 1 th operand,
4919 an ``MDNode``, denotes a contained field, and the 2N th operand, a
4920 ``ConstantInt``, is the offset of the said contained field.  The offsets
4921 must be in non-decreasing order.
4922
4923 Access tags are represented as ``MDNode`` s with either 3 or 4 operands.
4924 The first operand is an ``MDNode`` pointing to the node representing the
4925 base type.  The second operand is an ``MDNode`` pointing to the node
4926 representing the access type.  The third operand is a ``ConstantInt`` that
4927 states the offset of the access.  If a fourth field is present, it must be
4928 a ``ConstantInt`` valued at 0 or 1.  If it is 1 then the access tag states
4929 that the location being accessed is "constant" (meaning
4930 ``pointsToConstantMemory`` should return true; see `other useful
4931 AliasAnalysis methods <AliasAnalysis.html#OtherItfs>`_).  The TBAA root of
4932 the access type and the base type of an access tag must be the same, and
4933 that is the TBAA root of the access tag.
4934
4935 '``tbaa.struct``' Metadata
4936 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4937
4938 The :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>` is often used to implement
4939 aggregate assignment operations in C and similar languages, however it
4940 is defined to copy a contiguous region of memory, which is more than
4941 strictly necessary for aggregate types which contain holes due to
4942 padding. Also, it doesn't contain any TBAA information about the fields
4943 of the aggregate.
4944
4945 ``!tbaa.struct`` metadata can describe which memory subregions in a
4946 memcpy are padding and what the TBAA tags of the struct are.
4947
4948 The current metadata format is very simple. ``!tbaa.struct`` metadata
4949 nodes are a list of operands which are in conceptual groups of three.
4950 For each group of three, the first operand gives the byte offset of a
4951 field in bytes, the second gives its size in bytes, and the third gives
4952 its tbaa tag. e.g.:
4953
4954 .. code-block:: llvm
4955
4956     !4 = !{ i64 0, i64 4, !1, i64 8, i64 4, !2 }
4957
4958 This describes a struct with two fields. The first is at offset 0 bytes
4959 with size 4 bytes, and has tbaa tag !1. The second is at offset 8 bytes
4960 and has size 4 bytes and has tbaa tag !2.
4961
4962 Note that the fields need not be contiguous. In this example, there is a
4963 4 byte gap between the two fields. This gap represents padding which
4964 does not carry useful data and need not be preserved.
4965
4966 '``noalias``' and '``alias.scope``' Metadata
4967 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4968
4969 ``noalias`` and ``alias.scope`` metadata provide the ability to specify generic
4970 noalias memory-access sets. This means that some collection of memory access
4971 instructions (loads, stores, memory-accessing calls, etc.) that carry
4972 ``noalias`` metadata can specifically be specified not to alias with some other
4973 collection of memory access instructions that carry ``alias.scope`` metadata.
4974 Each type of metadata specifies a list of scopes where each scope has an id and
4975 a domain.
4976
4977 When evaluating an aliasing query, if for some domain, the set
4978 of scopes with that domain in one instruction's ``alias.scope`` list is a
4979 subset of (or equal to) the set of scopes for that domain in another
4980 instruction's ``noalias`` list, then the two memory accesses are assumed not to
4981 alias.
4982
4983 Because scopes in one domain don't affect scopes in other domains, separate
4984 domains can be used to compose multiple independent noalias sets.  This is
4985 used for example during inlining.  As the noalias function parameters are
4986 turned into noalias scope metadata, a new domain is used every time the
4987 function is inlined.
4988
4989 The metadata identifying each domain is itself a list containing one or two
4990 entries. The first entry is the name of the domain. Note that if the name is a
4991 string then it can be combined across functions and translation units. A
4992 self-reference can be used to create globally unique domain names. A
4993 descriptive string may optionally be provided as a second list entry.
4994
4995 The metadata identifying each scope is also itself a list containing two or
4996 three entries. The first entry is the name of the scope. Note that if the name
4997 is a string then it can be combined across functions and translation units. A
4998 self-reference can be used to create globally unique scope names. A metadata
4999 reference to the scope's domain is the second entry. A descriptive string may
5000 optionally be provided as a third list entry.
5001
5002 For example,
5003
5004 .. code-block:: llvm
5005
5006     ; Two scope domains:
5007     !0 = !{!0}
5008     !1 = !{!1}
5009
5010     ; Some scopes in these domains:
5011     !2 = !{!2, !0}
5012     !3 = !{!3, !0}
5013     !4 = !{!4, !1}
5014
5015     ; Some scope lists:
5016     !5 = !{!4} ; A list containing only scope !4
5017     !6 = !{!4, !3, !2}
5018     !7 = !{!3}
5019
5020     ; These two instructions don't alias:
5021     %0 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
5022     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !5
5023
5024     ; These two instructions also don't alias (for domain !1, the set of scopes
5025     ; in the !alias.scope equals that in the !noalias list):
5026     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
5027     store float %2, float* %arrayidx.i2, align 4, !noalias !6
5028
5029     ; These two instructions may alias (for domain !0, the set of scopes in
5030     ; the !noalias list is not a superset of, or equal to, the scopes in the
5031     ; !alias.scope list):
5032     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !6
5033     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !7
5034
5035 '``fpmath``' Metadata
5036 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5037
5038 ``fpmath`` metadata may be attached to any instruction of floating-point
5039 type. It can be used to express the maximum acceptable error in the
5040 result of that instruction, in ULPs, thus potentially allowing the
5041 compiler to use a more efficient but less accurate method of computing
5042 it. ULP is defined as follows:
5043
5044     If ``x`` is a real number that lies between two finite consecutive
5045     floating-point numbers ``a`` and ``b``, without being equal to one
5046     of them, then ``ulp(x) = |b - a|``, otherwise ``ulp(x)`` is the
5047     distance between the two non-equal finite floating-point numbers
5048     nearest ``x``. Moreover, ``ulp(NaN)`` is ``NaN``.
5049
5050 The metadata node shall consist of a single positive float type number
5051 representing the maximum relative error, for example:
5052
5053 .. code-block:: llvm
5054
5055     !0 = !{ float 2.5 } ; maximum acceptable inaccuracy is 2.5 ULPs
5056
5057 .. _range-metadata:
5058
5059 '``range``' Metadata
5060 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5061
5062 ``range`` metadata may be attached only to ``load``, ``call`` and ``invoke`` of
5063 integer types. It expresses the possible ranges the loaded value or the value
5064 returned by the called function at this call site is in. If the loaded or
5065 returned value is not in the specified range, the behavior is undefined. The
5066 ranges are represented with a flattened list of integers. The loaded value or
5067 the value returned is known to be in the union of the ranges defined by each
5068 consecutive pair. Each pair has the following properties:
5069
5070 -  The type must match the type loaded by the instruction.
5071 -  The pair ``a,b`` represents the range ``[a,b)``.
5072 -  Both ``a`` and ``b`` are constants.
5073 -  The range is allowed to wrap.
5074 -  The range should not represent the full or empty set. That is,
5075    ``a!=b``.
5076
5077 In addition, the pairs must be in signed order of the lower bound and
5078 they must be non-contiguous.
5079
5080 Examples:
5081
5082 .. code-block:: llvm
5083
5084       %a = load i8, i8* %x, align 1, !range !0 ; Can only be 0 or 1
5085       %b = load i8, i8* %y, align 1, !range !1 ; Can only be 255 (-1), 0 or 1
5086       %c = call i8 @foo(),       !range !2 ; Can only be 0, 1, 3, 4 or 5
5087       %d = invoke i8 @bar() to label %cont
5088              unwind label %lpad, !range !3 ; Can only be -2, -1, 3, 4 or 5
5089     ...
5090     !0 = !{ i8 0, i8 2 }
5091     !1 = !{ i8 255, i8 2 }
5092     !2 = !{ i8 0, i8 2, i8 3, i8 6 }
5093     !3 = !{ i8 -2, i8 0, i8 3, i8 6 }
5094
5095 '``absolute_symbol``' Metadata
5096 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5097
5098 ``absolute_symbol`` metadata may be attached to a global variable
5099 declaration. It marks the declaration as a reference to an absolute symbol,
5100 which causes the backend to use absolute relocations for the symbol even
5101 in position independent code, and expresses the possible ranges that the
5102 global variable's *address* (not its value) is in, in the same format as
5103 ``range`` metadata, with the extension that the pair ``all-ones,all-ones``
5104 may be used to represent the full set.
5105
5106 Example (assuming 64-bit pointers):
5107
5108 .. code-block:: llvm
5109
5110       @a = external global i8, !absolute_symbol !0 ; Absolute symbol in range [0,256)
5111       @b = external global i8, !absolute_symbol !1 ; Absolute symbol in range [0,2^64)
5112
5113     ...
5114     !0 = !{ i64 0, i64 256 }
5115     !1 = !{ i64 -1, i64 -1 }
5116
5117 '``callees``' Metadata
5118 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5119
5120 ``callees`` metadata may be attached to indirect call sites. If ``callees``
5121 metadata is attached to a call site, and any callee is not among the set of
5122 functions provided by the metadata, the behavior is undefined. The intent of
5123 this metadata is to facilitate optimizations such as indirect-call promotion.
5124 For example, in the code below, the call instruction may only target the
5125 ``add`` or ``sub`` functions:
5126
5127 .. code-block:: llvm
5128
5129     %result = call i64 %binop(i64 %x, i64 %y), !callees !0
5130
5131     ...
5132     !0 = !{i64 (i64, i64)* @add, i64 (i64, i64)* @sub}
5133
5134 '``callback``' Metadata
5135 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5136
5137 ``callback`` metadata may be attached to a function declaration, or definition.
5138 (Call sites are excluded only due to the lack of a use case.) For ease of
5139 exposition, we'll refer to the function annotated w/ metadata as a broker
5140 function. The metadata describes how the arguments of a call to the broker are
5141 in turn passed to the callback function specified by the metadata. Thus, the
5142 ``callback`` metadata provides a partial description of a call site inside the
5143 broker function with regards to the arguments of a call to the broker. The only
5144 semantic restriction on the broker function itself is that it is not allowed to
5145 inspect or modify arguments referenced in the ``callback`` metadata as
5146 pass-through to the callback function.
5147
5148 The broker is not required to actually invoke the callback function at runtime.
5149 However, the assumptions about not inspecting or modifying arguments that would
5150 be passed to the specified callback function still hold, even if the callback
5151 function is not dynamically invoked. The broker is allowed to invoke the
5152 callback function more than once per invocation of the broker. The broker is
5153 also allowed to invoke (directly or indirectly) the function passed as a
5154 callback through another use. Finally, the broker is also allowed to relay the
5155 callback callee invocation to a different thread.
5156
5157 The metadata is structured as follows: At the outer level, ``callback``
5158 metadata is a list of ``callback`` encodings. Each encoding starts with a
5159 constant ``i64`` which describes the argument position of the callback function
5160 in the call to the broker. The following elements, except the last, describe
5161 what arguments are passed to the callback function. Each element is again an
5162 ``i64`` constant identifying the argument of the broker that is passed through,
5163 or ``i64 -1`` to indicate an unknown or inspected argument. The order in which
5164 they are listed has to be the same in which they are passed to the callback
5165 callee. The last element of the encoding is a boolean which specifies how
5166 variadic arguments of the broker are handled. If it is true, all variadic
5167 arguments of the broker are passed through to the callback function *after* the
5168 arguments encoded explicitly before.
5169
5170 In the code below, the ``pthread_create`` function is marked as a broker
5171 through the ``!callback !1`` metadata. In the example, there is only one
5172 callback encoding, namely ``!2``, associated with the broker. This encoding
5173 identifies the callback function as the second argument of the broker (``i64
5174 2``) and the sole argument of the callback function as the third one of the
5175 broker function (``i64 3``).
5176
5177 .. FIXME why does the llvm-sphinx-docs builder give a highlighting
5178    error if the below is set to highlight as 'llvm', despite that we
5179    have misc.highlighting_failure set?
5180
5181 .. code-block:: text
5182
5183     declare !callback !1 dso_local i32 @pthread_create(i64*, %union.pthread_attr_t*, i8* (i8*)*, i8*)
5184
5185     ...
5186     !2 = !{i64 2, i64 3, i1 false}
5187     !1 = !{!2}
5188
5189 Another example is shown below. The callback callee is the second argument of
5190 the ``__kmpc_fork_call`` function (``i64 2``). The callee is given two unknown
5191 values (each identified by a ``i64 -1``) and afterwards all
5192 variadic arguments that are passed to the ``__kmpc_fork_call`` call (due to the
5193 final ``i1 true``).
5194
5195 .. FIXME why does the llvm-sphinx-docs builder give a highlighting
5196    error if the below is set to highlight as 'llvm', despite that we
5197    have misc.highlighting_failure set?
5198
5199 .. code-block:: text
5200
5201     declare !callback !0 dso_local void @__kmpc_fork_call(%struct.ident_t*, i32, void (i32*, i32*, ...)*, ...)
5202
5203     ...
5204     !1 = !{i64 2, i64 -1, i64 -1, i1 true}
5205     !0 = !{!1}
5206
5207
5208 '``unpredictable``' Metadata
5209 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5210
5211 ``unpredictable`` metadata may be attached to any branch or switch
5212 instruction. It can be used to express the unpredictability of control
5213 flow. Similar to the llvm.expect intrinsic, it may be used to alter
5214 optimizations related to compare and branch instructions. The metadata
5215 is treated as a boolean value; if it exists, it signals that the branch
5216 or switch that it is attached to is completely unpredictable.
5217
5218 .. _llvm.loop:
5219
5220 '``llvm.loop``'
5221 ^^^^^^^^^^^^^^^
5222
5223 It is sometimes useful to attach information to loop constructs. Currently,
5224 loop metadata is implemented as metadata attached to the branch instruction
5225 in the loop latch block. This type of metadata refer to a metadata node that is
5226 guaranteed to be separate for each loop. The loop identifier metadata is
5227 specified with the name ``llvm.loop``.
5228
5229 The loop identifier metadata is implemented using a metadata that refers to
5230 itself to avoid merging it with any other identifier metadata, e.g.,
5231 during module linkage or function inlining. That is, each loop should refer
5232 to their own identification metadata even if they reside in separate functions.
5233 The following example contains loop identifier metadata for two separate loop
5234 constructs:
5235
5236 .. code-block:: llvm
5237
5238     !0 = !{!0}
5239     !1 = !{!1}
5240
5241 The loop identifier metadata can be used to specify additional
5242 per-loop metadata. Any operands after the first operand can be treated
5243 as user-defined metadata. For example the ``llvm.loop.unroll.count``
5244 suggests an unroll factor to the loop unroller:
5245
5246 .. code-block:: llvm
5247
5248       br i1 %exitcond, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !0
5249     ...
5250     !0 = !{!0, !1}
5251     !1 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
5252
5253 '``llvm.loop.disable_nonforced``'
5254 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5255
5256 This metadata disables all optional loop transformations unless
5257 explicitly instructed using other transformation metdata such as
5258 ``llvm.loop.unroll.enable``. That is, no heuristic will try to determine
5259 whether a transformation is profitable. The purpose is to avoid that the
5260 loop is transformed to a different loop before an explicitly requested
5261 (forced) transformation is applied. For instance, loop fusion can make
5262 other transformations impossible. Mandatory loop canonicalizations such
5263 as loop rotation are still applied.
5264
5265 It is recommended to use this metadata in addition to any llvm.loop.*
5266 transformation directive. Also, any loop should have at most one
5267 directive applied to it (and a sequence of transformations built using
5268 followup-attributes). Otherwise, which transformation will be applied
5269 depends on implementation details such as the pass pipeline order.
5270
5271 See :ref:`transformation-metadata` for details.
5272
5273 '``llvm.loop.vectorize``' and '``llvm.loop.interleave``'
5274 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5275
5276 Metadata prefixed with ``llvm.loop.vectorize`` or ``llvm.loop.interleave`` are
5277 used to control per-loop vectorization and interleaving parameters such as
5278 vectorization width and interleave count. These metadata should be used in
5279 conjunction with ``llvm.loop`` loop identification metadata. The
5280 ``llvm.loop.vectorize`` and ``llvm.loop.interleave`` metadata are only
5281 optimization hints and the optimizer will only interleave and vectorize loops if
5282 it believes it is safe to do so. The ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata
5283 which contains information about loop-carried memory dependencies can be helpful
5284 in determining the safety of these transformations.
5285
5286 '``llvm.loop.interleave.count``' Metadata
5287 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5288
5289 This metadata suggests an interleave count to the loop interleaver.
5290 The first operand is the string ``llvm.loop.interleave.count`` and the
5291 second operand is an integer specifying the interleave count. For
5292 example:
5293
5294 .. code-block:: llvm
5295
5296    !0 = !{!"llvm.loop.interleave.count", i32 4}
5297
5298 Note that setting ``llvm.loop.interleave.count`` to 1 disables interleaving
5299 multiple iterations of the loop. If ``llvm.loop.interleave.count`` is set to 0
5300 then the interleave count will be determined automatically.
5301
5302 '``llvm.loop.vectorize.enable``' Metadata
5303 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5304
5305 This metadata selectively enables or disables vectorization for the loop. The
5306 first operand is the string ``llvm.loop.vectorize.enable`` and the second operand
5307 is a bit. If the bit operand value is 1 vectorization is enabled. A value of
5308 0 disables vectorization:
5309
5310 .. code-block:: llvm
5311
5312    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 0}
5313    !1 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 1}
5314
5315 '``llvm.loop.vectorize.width``' Metadata
5316 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5317
5318 This metadata sets the target width of the vectorizer. The first
5319 operand is the string ``llvm.loop.vectorize.width`` and the second
5320 operand is an integer specifying the width. For example:
5321
5322 .. code-block:: llvm
5323
5324    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.width", i32 4}
5325
5326 Note that setting ``llvm.loop.vectorize.width`` to 1 disables
5327 vectorization of the loop. If ``llvm.loop.vectorize.width`` is set to
5328 0 or if the loop does not have this metadata the width will be
5329 determined automatically.
5330
5331 '``llvm.loop.vectorize.followup_vectorized``' Metadata
5332 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5333
5334 This metadata defines which loop attributes the vectorized loop will
5335 have. See :ref:`transformation-metadata` for details.
5336
5337 '``llvm.loop.vectorize.followup_epilogue``' Metadata
5338 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5339
5340 This metadata defines which loop attributes the epilogue will have. The
5341 epilogue is not vectorized and is executed when either the vectorized
5342 loop is not known to preserve semantics (because e.g., it processes two
5343 arrays that are found to alias by a runtime check) or for the last
5344 iterations that do not fill a complete set of vector lanes. See
5345 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5346
5347 '``llvm.loop.vectorize.followup_all``' Metadata
5348 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5349
5350 Attributes in the metadata will be added to both the vectorized and
5351 epilogue loop.
5352 See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5353
5354 '``llvm.loop.unroll``'
5355 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5356
5357 Metadata prefixed with ``llvm.loop.unroll`` are loop unrolling
5358 optimization hints such as the unroll factor. ``llvm.loop.unroll``
5359 metadata should be used in conjunction with ``llvm.loop`` loop
5360 identification metadata. The ``llvm.loop.unroll`` metadata are only
5361 optimization hints and the unrolling will only be performed if the
5362 optimizer believes it is safe to do so.
5363
5364 '``llvm.loop.unroll.count``' Metadata
5365 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5366
5367 This metadata suggests an unroll factor to the loop unroller. The
5368 first operand is the string ``llvm.loop.unroll.count`` and the second
5369 operand is a positive integer specifying the unroll factor. For
5370 example:
5371
5372 .. code-block:: llvm
5373
5374    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
5375
5376 If the trip count of the loop is less than the unroll count the loop
5377 will be partially unrolled.
5378
5379 '``llvm.loop.unroll.disable``' Metadata
5380 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5381
5382 This metadata disables loop unrolling. The metadata has a single operand
5383 which is the string ``llvm.loop.unroll.disable``. For example:
5384
5385 .. code-block:: llvm
5386
5387    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}
5388
5389 '``llvm.loop.unroll.runtime.disable``' Metadata
5390 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5391
5392 This metadata disables runtime loop unrolling. The metadata has a single
5393 operand which is the string ``llvm.loop.unroll.runtime.disable``. For example:
5394
5395 .. code-block:: llvm
5396
5397    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
5398
5399 '``llvm.loop.unroll.enable``' Metadata
5400 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5401
5402 This metadata suggests that the loop should be fully unrolled if the trip count
5403 is known at compile time and partially unrolled if the trip count is not known
5404 at compile time. The metadata has a single operand which is the string
5405 ``llvm.loop.unroll.enable``.  For example:
5406
5407 .. code-block:: llvm
5408
5409    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.enable"}
5410
5411 '``llvm.loop.unroll.full``' Metadata
5412 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5413
5414 This metadata suggests that the loop should be unrolled fully. The
5415 metadata has a single operand which is the string ``llvm.loop.unroll.full``.
5416 For example:
5417
5418 .. code-block:: llvm
5419
5420    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.full"}
5421
5422 '``llvm.loop.unroll.followup``' Metadata
5423 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5424
5425 This metadata defines which loop attributes the unrolled loop will have.
5426 See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5427
5428 '``llvm.loop.unroll.followup_remainder``' Metadata
5429 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5430
5431 This metadata defines which loop attributes the remainder loop after
5432 partial/runtime unrolling will have. See
5433 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5434
5435 '``llvm.loop.unroll_and_jam``'
5436 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5437
5438 This metadata is treated very similarly to the ``llvm.loop.unroll`` metadata
5439 above, but affect the unroll and jam pass. In addition any loop with
5440 ``llvm.loop.unroll`` metadata but no ``llvm.loop.unroll_and_jam`` metadata will
5441 disable unroll and jam (so ``llvm.loop.unroll`` metadata will be left to the
5442 unroller, plus ``llvm.loop.unroll.disable`` metadata will disable unroll and jam
5443 too.)
5444
5445 The metadata for unroll and jam otherwise is the same as for ``unroll``.
5446 ``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``, ``llvm.loop.unroll_and_jam.disable`` and
5447 ``llvm.loop.unroll_and_jam.count`` do the same as for unroll.
5448 ``llvm.loop.unroll_and_jam.full`` is not supported. Again these are only hints
5449 and the normal safety checks will still be performed.
5450
5451 '``llvm.loop.unroll_and_jam.count``' Metadata
5452 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5453
5454 This metadata suggests an unroll and jam factor to use, similarly to
5455 ``llvm.loop.unroll.count``. The first operand is the string
5456 ``llvm.loop.unroll_and_jam.count`` and the second operand is a positive integer
5457 specifying the unroll factor. For example:
5458
5459 .. code-block:: llvm
5460
5461    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.count", i32 4}
5462
5463 If the trip count of the loop is less than the unroll count the loop
5464 will be partially unroll and jammed.
5465
5466 '``llvm.loop.unroll_and_jam.disable``' Metadata
5467 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5468
5469 This metadata disables loop unroll and jamming. The metadata has a single
5470 operand which is the string ``llvm.loop.unroll_and_jam.disable``. For example:
5471
5472 .. code-block:: llvm
5473
5474    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.disable"}
5475
5476 '``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``' Metadata
5477 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5478
5479 This metadata suggests that the loop should be fully unroll and jammed if the
5480 trip count is known at compile time and partially unrolled if the trip count is
5481 not known at compile time. The metadata has a single operand which is the
5482 string ``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``.  For example:
5483
5484 .. code-block:: llvm
5485
5486    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.enable"}
5487
5488 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_outer``' Metadata
5489 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5490
5491 This metadata defines which loop attributes the outer unrolled loop will
5492 have. See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for
5493 details.
5494
5495 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_inner``' Metadata
5496 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5497
5498 This metadata defines which loop attributes the inner jammed loop will
5499 have. See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for
5500 details.
5501
5502 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_remainder_outer``' Metadata
5503 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5504
5505 This metadata defines which attributes the epilogue of the outer loop
5506 will have. This loop is usually unrolled, meaning there is no such
5507 loop. This attribute will be ignored in this case. See
5508 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5509
5510 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_remainder_inner``' Metadata
5511 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5512
5513 This metadata defines which attributes the inner loop of the epilogue
5514 will have. The outer epilogue will usually be unrolled, meaning there
5515 can be multiple inner remainder loops. See
5516 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5517
5518 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_all``' Metadata
5519 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5520
5521 Attributes specified in the metadata is added to all
5522 ``llvm.loop.unroll_and_jam.*`` loops. See
5523 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5524
5525 '``llvm.loop.licm_versioning.disable``' Metadata
5526 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5527
5528 This metadata indicates that the loop should not be versioned for the purpose
5529 of enabling loop-invariant code motion (LICM). The metadata has a single operand
5530 which is the string ``llvm.loop.licm_versioning.disable``. For example:
5531
5532 .. code-block:: llvm
5533
5534    !0 = !{!"llvm.loop.licm_versioning.disable"}
5535
5536 '``llvm.loop.distribute.enable``' Metadata
5537 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5538
5539 Loop distribution allows splitting a loop into multiple loops.  Currently,
5540 this is only performed if the entire loop cannot be vectorized due to unsafe
5541 memory dependencies.  The transformation will attempt to isolate the unsafe
5542 dependencies into their own loop.
5543
5544 This metadata can be used to selectively enable or disable distribution of the
5545 loop.  The first operand is the string ``llvm.loop.distribute.enable`` and the
5546 second operand is a bit. If the bit operand value is 1 distribution is
5547 enabled. A value of 0 disables distribution:
5548
5549 .. code-block:: llvm
5550
5551    !0 = !{!"llvm.loop.distribute.enable", i1 0}
5552    !1 = !{!"llvm.loop.distribute.enable", i1 1}
5553
5554 This metadata should be used in conjunction with ``llvm.loop`` loop
5555 identification metadata.
5556
5557 '``llvm.loop.distribute.followup_coincident``' Metadata
5558 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5559
5560 This metadata defines which attributes extracted loops with no cyclic
5561 dependencies will have (i.e. can be vectorized). See
5562 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5563
5564 '``llvm.loop.distribute.followup_sequential``' Metadata
5565 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5566
5567 This metadata defines which attributes the isolated loops with unsafe
5568 memory dependencies will have. See
5569 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5570
5571 '``llvm.loop.distribute.followup_fallback``' Metadata
5572 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5573
5574 If loop versioning is necessary, this metadata defined the attributes
5575 the non-distributed fallback version will have. See
5576 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5577
5578 '``llvm.loop.distribute.followup_all``' Metadata
5579 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5580
5581 Thes attributes in this metdata is added to all followup loops of the
5582 loop distribution pass. See
5583 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5584
5585 '``llvm.access.group``' Metadata
5586 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5587
5588 ``llvm.access.group`` metadata can be attached to any instruction that
5589 potentially accesses memory. It can point to a single distinct metadata
5590 node, which we call access group. This node represents all memory access
5591 instructions referring to it via ``llvm.access.group``. When an
5592 instruction belongs to multiple access groups, it can also point to a
5593 list of accesses groups, illustrated by the following example.
5594
5595 .. code-block:: llvm
5596
5597    %val = load i32, i32* %arrayidx, !llvm.access.group !0
5598    ...
5599    !0 = !{!1, !2}
5600    !1 = distinct !{}
5601    !2 = distinct !{}
5602
5603 It is illegal for the list node to be empty since it might be confused
5604 with an access group.
5605
5606 The access group metadata node must be 'distinct' to avoid collapsing
5607 multiple access groups by content. A access group metadata node must
5608 always be empty which can be used to distinguish an access group
5609 metadata node from a list of access groups. Being empty avoids the
5610 situation that the content must be updated which, because metadata is
5611 immutable by design, would required finding and updating all references
5612 to the access group node.
5613
5614 The access group can be used to refer to a memory access instruction
5615 without pointing to it directly (which is not possible in global
5616 metadata). Currently, the only metadata making use of it is
5617 ``llvm.loop.parallel_accesses``.
5618
5619 '``llvm.loop.parallel_accesses``' Metadata
5620 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5621
5622 The ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata refers to one or more
5623 access group metadata nodes (see ``llvm.access.group``). It denotes that
5624 no loop-carried memory dependence exist between it and other instructions
5625 in the loop with this metadata.
5626
5627 Let ``m1`` and ``m2`` be two instructions that both have the
5628 ``llvm.access.group`` metadata to the access group ``g1``, respectively
5629 ``g2`` (which might be identical). If a loop contains both access groups
5630 in its ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata, then the compiler can
5631 assume that there is no dependency between ``m1`` and ``m2`` carried by
5632 this loop. Instructions that belong to multiple access groups are
5633 considered having this property if at least one of the access groups
5634 matches the ``llvm.loop.parallel_accesses`` list.
5635
5636 If all memory-accessing instructions in a loop have
5637 ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata that refers to that loop, then the
5638 loop has no loop carried memory dependences and is considered to be a
5639 parallel loop.
5640
5641 Note that if not all memory access instructions belong to an access
5642 group referred to by ``llvm.loop.parallel_accesses``, then the loop must
5643 not be considered trivially parallel. Additional
5644 memory dependence analysis is required to make that determination. As a fail
5645 safe mechanism, this causes loops that were originally parallel to be considered
5646 sequential (if optimization passes that are unaware of the parallel semantics
5647 insert new memory instructions into the loop body).
5648
5649 Example of a loop that is considered parallel due to its correct use of
5650 both ``llvm.access.group`` and ``llvm.loop.parallel_accesses``
5651 metadata types.
5652
5653 .. code-block:: llvm
5654
5655    for.body:
5656      ...
5657      %val0 = load i32, i32* %arrayidx, !llvm.access.group !1
5658      ...
5659      store i32 %val0, i32* %arrayidx1, !llvm.access.group !1
5660      ...
5661      br i1 %exitcond, label %for.end, label %for.body, !llvm.loop !0
5662
5663    for.end:
5664    ...
5665    !0 = distinct !{!0, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !1}}
5666    !1 = distinct !{}
5667
5668 It is also possible to have nested parallel loops:
5669
5670 .. code-block:: llvm
5671
5672    outer.for.body:
5673      ...
5674      %val1 = load i32, i32* %arrayidx3, !llvm.access.group !4
5675      ...
5676      br label %inner.for.body
5677
5678    inner.for.body:
5679      ...
5680      %val0 = load i32, i32* %arrayidx1, !llvm.access.group !3
5681      ...
5682      store i32 %val0, i32* %arrayidx2, !llvm.access.group !3
5683      ...
5684      br i1 %exitcond, label %inner.for.end, label %inner.for.body, !llvm.loop !1
5685
5686    inner.for.end:
5687      ...
5688      store i32 %val1, i32* %arrayidx4, !llvm.access.group !4
5689      ...
5690      br i1 %exitcond, label %outer.for.end, label %outer.for.body, !llvm.loop !2
5691
5692    outer.for.end:                                          ; preds = %for.body
5693    ...
5694    !1 = distinct !{!1, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !3}}     ; metadata for the inner loop
5695    !2 = distinct !{!2, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !3, !4}} ; metadata for the outer loop
5696    !3 = distinct !{} ; access group for instructions in the inner loop (which are implicitly contained in outer loop as well)
5697    !4 = distinct !{} ; access group for instructions in the outer, but not the inner loop
5698
5699 '``irr_loop``' Metadata
5700 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5701
5702 ``irr_loop`` metadata may be attached to the terminator instruction of a basic
5703 block that's an irreducible loop header (note that an irreducible loop has more
5704 than once header basic blocks.) If ``irr_loop`` metadata is attached to the
5705 terminator instruction of a basic block that is not really an irreducible loop
5706 header, the behavior is undefined. The intent of this metadata is to improve the
5707 accuracy of the block frequency propagation. For example, in the code below, the
5708 block ``header0`` may have a loop header weight (relative to the other headers of
5709 the irreducible loop) of 100:
5710
5711 .. code-block:: llvm
5712
5713     header0:
5714     ...
5715     br i1 %cmp, label %t1, label %t2, !irr_loop !0
5716
5717     ...
5718     !0 = !{"loop_header_weight", i64 100}
5719
5720 Irreducible loop header weights are typically based on profile data.
5721
5722 '``invariant.group``' Metadata
5723 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5724
5725 The experimental ``invariant.group`` metadata may be attached to
5726 ``load``/``store`` instructions referencing a single metadata with no entries.
5727 The existence of the ``invariant.group`` metadata on the instruction tells
5728 the optimizer that every ``load`` and ``store`` to the same pointer operand
5729 can be assumed to load or store the same
5730 value (but see the ``llvm.launder.invariant.group`` intrinsic which affects
5731 when two pointers are considered the same). Pointers returned by bitcast or
5732 getelementptr with only zero indices are considered the same.
5733
5734 Examples:
5735
5736 .. code-block:: llvm
5737
5738    @unknownPtr = external global i8
5739    ...
5740    %ptr = alloca i8
5741    store i8 42, i8* %ptr, !invariant.group !0
5742    call void @foo(i8* %ptr)
5743
5744    %a = load i8, i8* %ptr, !invariant.group !0 ; Can assume that value under %ptr didn't change
5745    call void @foo(i8* %ptr)
5746
5747    %newPtr = call i8* @getPointer(i8* %ptr)
5748    %c = load i8, i8* %newPtr, !invariant.group !0 ; Can't assume anything, because we only have information about %ptr
5749
5750    %unknownValue = load i8, i8* @unknownPtr
5751    store i8 %unknownValue, i8* %ptr, !invariant.group !0 ; Can assume that %unknownValue == 42
5752
5753    call void @foo(i8* %ptr)
5754    %newPtr2 = call i8* @llvm.launder.invariant.group(i8* %ptr)
5755    %d = load i8, i8* %newPtr2, !invariant.group !0  ; Can't step through launder.invariant.group to get value of %ptr
5756
5757    ...
5758    declare void @foo(i8*)
5759    declare i8* @getPointer(i8*)
5760    declare i8* @llvm.launder.invariant.group(i8*)
5761
5762    !0 = !{}
5763
5764 The invariant.group metadata must be dropped when replacing one pointer by
5765 another based on aliasing information. This is because invariant.group is tied
5766 to the SSA value of the pointer operand.
5767
5768 .. code-block:: llvm
5769
5770   %v = load i8, i8* %x, !invariant.group !0
5771   ; if %x mustalias %y then we can replace the above instruction with
5772   %v = load i8, i8* %y
5773
5774 Note that this is an experimental feature, which means that its semantics might
5775 change in the future.
5776
5777 '``type``' Metadata
5778 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5779
5780 See :doc:`TypeMetadata`.
5781
5782 '``associated``' Metadata
5783 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5784
5785 The ``associated`` metadata may be attached to a global object
5786 declaration with a single argument that references another global object.
5787
5788 This metadata prevents discarding of the global object in linker GC
5789 unless the referenced object is also discarded. The linker support for
5790 this feature is spotty. For best compatibility, globals carrying this
5791 metadata may also:
5792
5793 - Be in a comdat with the referenced global.
5794 - Be in @llvm.compiler.used.
5795 - Have an explicit section with a name which is a valid C identifier.
5796
5797 It does not have any effect on non-ELF targets.
5798
5799 Example:
5800
5801 .. code-block:: text
5802
5803     $a = comdat any
5804     @a = global i32 1, comdat $a
5805     @b = internal global i32 2, comdat $a, section "abc", !associated !0
5806     !0 = !{i32* @a}
5807
5808
5809 '``prof``' Metadata
5810 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5811
5812 The ``prof`` metadata is used to record profile data in the IR.
5813 The first operand of the metadata node indicates the profile metadata
5814 type. There are currently 3 types:
5815 :ref:`branch_weights<prof_node_branch_weights>`,
5816 :ref:`function_entry_count<prof_node_function_entry_count>`, and
5817 :ref:`VP<prof_node_VP>`.
5818
5819 .. _prof_node_branch_weights:
5820
5821 branch_weights
5822 """"""""""""""
5823
5824 Branch weight metadata attached to a branch, select, switch or call instruction
5825 represents the likeliness of the associated branch being taken.
5826 For more information, see :doc:`BranchWeightMetadata`.
5827
5828 .. _prof_node_function_entry_count:
5829
5830 function_entry_count
5831 """"""""""""""""""""
5832
5833 Function entry count metadata can be attached to function definitions
5834 to record the number of times the function is called. Used with BFI
5835 information, it is also used to derive the basic block profile count.
5836 For more information, see :doc:`BranchWeightMetadata`.
5837
5838 .. _prof_node_VP:
5839
5840 VP
5841 ""
5842
5843 VP (value profile) metadata can be attached to instructions that have
5844 value profile information. Currently this is indirect calls (where it
5845 records the hottest callees) and calls to memory intrinsics such as memcpy,
5846 memmove, and memset (where it records the hottest byte lengths).
5847
5848 Each VP metadata node contains "VP" string, then a uint32_t value for the value
5849 profiling kind, a uint64_t value for the total number of times the instruction
5850 is executed, followed by uint64_t value and execution count pairs.
5851 The value profiling kind is 0 for indirect call targets and 1 for memory
5852 operations. For indirect call targets, each profile value is a hash
5853 of the callee function name, and for memory operations each value is the
5854 byte length.
5855
5856 Note that the value counts do not need to add up to the total count
5857 listed in the third operand (in practice only the top hottest values
5858 are tracked and reported).
5859
5860 Indirect call example:
5861
5862 .. code-block:: llvm
5863
5864     call void %f(), !prof !1
5865     !1 = !{!"VP", i32 0, i64 1600, i64 7651369219802541373, i64 1030, i64 -4377547752858689819, i64 410}
5866
5867 Note that the VP type is 0 (the second operand), which indicates this is
5868 an indirect call value profile data. The third operand indicates that the
5869 indirect call executed 1600 times. The 4th and 6th operands give the
5870 hashes of the 2 hottest target functions' names (this is the same hash used
5871 to represent function names in the profile database), and the 5th and 7th
5872 operands give the execution count that each of the respective prior target
5873 functions was called.
5874
5875 Module Flags Metadata
5876 =====================
5877
5878 Information about the module as a whole is difficult to convey to LLVM's
5879 subsystems. The LLVM IR isn't sufficient to transmit this information.
5880 The ``llvm.module.flags`` named metadata exists in order to facilitate
5881 this. These flags are in the form of key / value pairs --- much like a
5882 dictionary --- making it easy for any subsystem who cares about a flag to
5883 look it up.
5884
5885 The ``llvm.module.flags`` metadata contains a list of metadata triplets.
5886 Each triplet has the following form:
5887
5888 -  The first element is a *behavior* flag, which specifies the behavior
5889    when two (or more) modules are merged together, and it encounters two
5890    (or more) metadata with the same ID. The supported behaviors are
5891    described below.
5892 -  The second element is a metadata string that is a unique ID for the
5893    metadata. Each module may only have one flag entry for each unique ID (not
5894    including entries with the **Require** behavior).
5895 -  The third element is the value of the flag.
5896
5897 When two (or more) modules are merged together, the resulting
5898 ``llvm.module.flags`` metadata is the union of the modules' flags. That is, for
5899 each unique metadata ID string, there will be exactly one entry in the merged
5900 modules ``llvm.module.flags`` metadata table, and the value for that entry will
5901 be determined by the merge behavior flag, as described below. The only exception
5902 is that entries with the *Require* behavior are always preserved.
5903
5904 The following behaviors are supported:
5905
5906 .. list-table::
5907    :header-rows: 1
5908    :widths: 10 90
5909
5910    * - Value
5911      - Behavior
5912
5913    * - 1
5914      - **Error**
5915            Emits an error if two values disagree, otherwise the resulting value
5916            is that of the operands.
5917
5918    * - 2
5919      - **Warning**
5920            Emits a warning if two values disagree. The result value will be the
5921            operand for the flag from the first module being linked.
5922
5923    * - 3
5924      - **Require**
5925            Adds a requirement that another module flag be present and have a
5926            specified value after linking is performed. The value must be a
5927            metadata pair, where the first element of the pair is the ID of the
5928            module flag to be restricted, and the second element of the pair is
5929            the value the module flag should be restricted to. This behavior can
5930            be used to restrict the allowable results (via triggering of an
5931            error) of linking IDs with the **Override** behavior.
5932
5933    * - 4
5934      - **Override**
5935            Uses the specified value, regardless of the behavior or value of the
5936            other module. If both modules specify **Override**, but the values
5937            differ, an error will be emitted.
5938
5939    * - 5
5940      - **Append**
5941            Appends the two values, which are required to be metadata nodes.
5942
5943    * - 6
5944      - **AppendUnique**
5945            Appends the two values, which are required to be metadata
5946            nodes. However, duplicate entries in the second list are dropped
5947            during the append operation.
5948
5949    * - 7
5950      - **Max**
5951            Takes the max of the two values, which are required to be integers.
5952
5953 It is an error for a particular unique flag ID to have multiple behaviors,
5954 except in the case of **Require** (which adds restrictions on another metadata
5955 value) or **Override**.
5956
5957 An example of module flags:
5958
5959 .. code-block:: llvm
5960
5961     !0 = !{ i32 1, !"foo", i32 1 }
5962     !1 = !{ i32 4, !"bar", i32 37 }
5963     !2 = !{ i32 2, !"qux", i32 42 }
5964     !3 = !{ i32 3, !"qux",
5965       !{
5966         !"foo", i32 1
5967       }
5968     }
5969     !llvm.module.flags = !{ !0, !1, !2, !3 }
5970
5971 -  Metadata ``!0`` has the ID ``!"foo"`` and the value '1'. The behavior
5972    if two or more ``!"foo"`` flags are seen is to emit an error if their
5973    values are not equal.
5974
5975 -  Metadata ``!1`` has the ID ``!"bar"`` and the value '37'. The
5976    behavior if two or more ``!"bar"`` flags are seen is to use the value
5977    '37'.
5978
5979 -  Metadata ``!2`` has the ID ``!"qux"`` and the value '42'. The
5980    behavior if two or more ``!"qux"`` flags are seen is to emit a
5981    warning if their values are not equal.
5982
5983 -  Metadata ``!3`` has the ID ``!"qux"`` and the value:
5984
5985    ::
5986
5987        !{ !"foo", i32 1 }
5988
5989    The behavior is to emit an error if the ``llvm.module.flags`` does not
5990    contain a flag with the ID ``!"foo"`` that has the value '1' after linking is
5991    performed.
5992
5993 Objective-C Garbage Collection Module Flags Metadata
5994 ----------------------------------------------------
5995
5996 On the Mach-O platform, Objective-C stores metadata about garbage
5997 collection in a special section called "image info". The metadata
5998 consists of a version number and a bitmask specifying what types of
5999 garbage collection are supported (if any) by the file. If two or more
6000 modules are linked together their garbage collection metadata needs to
6001 be merged rather than appended together.
6002
6003 The Objective-C garbage collection module flags metadata consists of the
6004 following key-value pairs:
6005
6006 .. list-table::
6007    :header-rows: 1
6008    :widths: 30 70
6009
6010    * - Key
6011      - Value
6012
6013    * - ``Objective-C Version``
6014      - **[Required]** --- The Objective-C ABI version. Valid values are 1 and 2.
6015
6016    * - ``Objective-C Image Info Version``
6017      - **[Required]** --- The version of the image info section. Currently
6018        always 0.
6019
6020    * - ``Objective-C Image Info Section``
6021      - **[Required]** --- The section to place the metadata. Valid values are
6022        ``"__OBJC, __image_info, regular"`` for Objective-C ABI version 1, and
6023        ``"__DATA,__objc_imageinfo, regular, no_dead_strip"`` for
6024        Objective-C ABI version 2.
6025
6026    * - ``Objective-C Garbage Collection``
6027      - **[Required]** --- Specifies whether garbage collection is supported or
6028        not. Valid values are 0, for no garbage collection, and 2, for garbage
6029        collection supported.
6030
6031    * - ``Objective-C GC Only``
6032      - **[Optional]** --- Specifies that only garbage collection is supported.
6033        If present, its value must be 6. This flag requires that the
6034        ``Objective-C Garbage Collection`` flag have the value 2.
6035
6036 Some important flag interactions:
6037
6038 -  If a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 is
6039    merged with a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to
6040    2, then the resulting module has the
6041    ``Objective-C Garbage Collection`` flag set to 0.
6042 -  A module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 cannot be
6043    merged with a module with ``Objective-C GC Only`` set to 6.
6044
6045 C type width Module Flags Metadata
6046 ----------------------------------
6047
6048 The ARM backend emits a section into each generated object file describing the
6049 options that it was compiled with (in a compiler-independent way) to prevent
6050 linking incompatible objects, and to allow automatic library selection. Some
6051 of these options are not visible at the IR level, namely wchar_t width and enum
6052 width.
6053
6054 To pass this information to the backend, these options are encoded in module
6055 flags metadata, using the following key-value pairs:
6056
6057 .. list-table::
6058    :header-rows: 1
6059    :widths: 30 70
6060
6061    * - Key
6062      - Value
6063
6064    * - short_wchar
6065      - * 0 --- sizeof(wchar_t) == 4
6066        * 1 --- sizeof(wchar_t) == 2
6067
6068    * - short_enum
6069      - * 0 --- Enums are at least as large as an ``int``.
6070        * 1 --- Enums are stored in the smallest integer type which can
6071          represent all of its values.
6072
6073 For example, the following metadata section specifies that the module was
6074 compiled with a ``wchar_t`` width of 4 bytes, and the underlying type of an
6075 enum is the smallest type which can represent all of its values::
6076
6077     !llvm.module.flags = !{!0, !1}
6078     !0 = !{i32 1, !"short_wchar", i32 1}
6079     !1 = !{i32 1, !"short_enum", i32 0}
6080
6081 Automatic Linker Flags Named Metadata
6082 =====================================
6083
6084 Some targets support embedding flags to the linker inside individual object
6085 files. Typically this is used in conjunction with language extensions which
6086 allow source files to explicitly declare the libraries they depend on, and have
6087 these automatically be transmitted to the linker via object files.
6088
6089 These flags are encoded in the IR using named metadata with the name
6090 ``!llvm.linker.options``. Each operand is expected to be a metadata node
6091 which should be a list of other metadata nodes, each of which should be a
6092 list of metadata strings defining linker options.
6093
6094 For example, the following metadata section specifies two separate sets of
6095 linker options, presumably to link against ``libz`` and the ``Cocoa``
6096 framework::
6097
6098     !0 = !{ !"-lz" },
6099     !1 = !{ !"-framework", !"Cocoa" } } }
6100     !llvm.linker.options = !{ !0, !1 }
6101
6102 The metadata encoding as lists of lists of options, as opposed to a collapsed
6103 list of options, is chosen so that the IR encoding can use multiple option
6104 strings to specify e.g., a single library, while still having that specifier be
6105 preserved as an atomic element that can be recognized by a target specific
6106 assembly writer or object file emitter.
6107
6108 Each individual option is required to be either a valid option for the target's
6109 linker, or an option that is reserved by the target specific assembly writer or
6110 object file emitter. No other aspect of these options is defined by the IR.
6111
6112 .. _summary:
6113
6114 ThinLTO Summary
6115 ===============
6116
6117 Compiling with `ThinLTO <https://clang.llvm.org/docs/ThinLTO.html>`_
6118 causes the building of a compact summary of the module that is emitted into
6119 the bitcode. The summary is emitted into the LLVM assembly and identified
6120 in syntax by a caret ('``^``').
6121
6122 The summary is parsed into a bitcode output, along with the Module
6123 IR, via the "``llvm-as``" tool. Tools that parse the Module IR for the purposes
6124 of optimization (e.g. "``clang -x ir``" and "``opt``"), will ignore the
6125 summary entries (just as they currently ignore summary entries in a bitcode
6126 input file).
6127
6128 Eventually, the summary will be parsed into a ModuleSummaryIndex object under
6129 the same conditions where summary index is currently built from bitcode.
6130 Specifically, tools that test the Thin Link portion of a ThinLTO compile
6131 (i.e. llvm-lto and llvm-lto2), or when parsing a combined index
6132 for a distributed ThinLTO backend via clang's "``-fthinlto-index=<>``" flag
6133 (this part is not yet implemented, use llvm-as to create a bitcode object
6134 before feeding into thin link tools for now).
6135
6136 There are currently 3 types of summary entries in the LLVM assembly:
6137 :ref:`module paths<module_path_summary>`,
6138 :ref:`global values<gv_summary>`, and
6139 :ref:`type identifiers<typeid_summary>`.
6140
6141 .. _module_path_summary:
6142
6143 Module Path Summary Entry
6144 -------------------------
6145
6146 Each module path summary entry lists a module containing global values included
6147 in the summary. For a single IR module there will be one such entry, but
6148 in a combined summary index produced during the thin link, there will be
6149 one module path entry per linked module with summary.
6150
6151 Example:
6152
6153 .. code-block:: text
6154
6155     ^0 = module: (path: "/path/to/file.o", hash: (2468601609, 1329373163, 1565878005, 638838075, 3148790418))
6156
6157 The ``path`` field is a string path to the bitcode file, and the ``hash``
6158 field is the 160-bit SHA-1 hash of the IR bitcode contents, used for
6159 incremental builds and caching.
6160
6161 .. _gv_summary:
6162
6163 Global Value Summary Entry
6164 --------------------------
6165
6166 Each global value summary entry corresponds to a global value defined or
6167 referenced by a summarized module.
6168
6169 Example:
6170
6171 .. code-block:: text
6172
6173     ^4 = gv: (name: "f"[, summaries: (Summary)[, (Summary)]*]?) ; guid = 14740650423002898831
6174
6175 For declarations, there will not be a summary list. For definitions, a
6176 global value will contain a list of summaries, one per module containing
6177 a definition. There can be multiple entries in a combined summary index
6178 for symbols with weak linkage.
6179
6180 Each ``Summary`` format will depend on whether the global value is a
6181 :ref:`function<function_summary>`, :ref:`variable<variable_summary>`, or
6182 :ref:`alias<alias_summary>`.
6183
6184 .. _function_summary:
6185
6186 Function Summary
6187 ^^^^^^^^^^^^^^^^
6188
6189 If the global value is a function, the ``Summary`` entry will look like:
6190
6191 .. code-block:: text
6192
6193     function: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0), insts: 2[, FuncFlags]?[, Calls]?[, TypeIdInfo]?[, Refs]?
6194
6195 The ``module`` field includes the summary entry id for the module containing
6196 this definition, and the ``flags`` field contains information such as
6197 the linkage type, a flag indicating whether it is legal to import the
6198 definition, whether it is globally live and whether the linker resolved it
6199 to a local definition (the latter two are populated during the thin link).
6200 The ``insts`` field contains the number of IR instructions in the function.
6201 Finally, there are several optional fields: :ref:`FuncFlags<funcflags_summary>`,
6202 :ref:`Calls<calls_summary>`, :ref:`TypeIdInfo<typeidinfo_summary>`,
6203 :ref:`Refs<refs_summary>`.
6204
6205 .. _variable_summary:
6206
6207 Global Variable Summary
6208 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6209
6210 If the global value is a variable, the ``Summary`` entry will look like:
6211
6212 .. code-block:: text
6213
6214     variable: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0)[, Refs]?
6215
6216 The variable entry contains a subset of the fields in a
6217 :ref:`function summary <function_summary>`, see the descriptions there.
6218
6219 .. _alias_summary:
6220
6221 Alias Summary
6222 ^^^^^^^^^^^^^
6223
6224 If the global value is an alias, the ``Summary`` entry will look like:
6225
6226 .. code-block:: text
6227
6228     alias: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0), aliasee: ^2)
6229
6230 The ``module`` and ``flags`` fields are as described for a
6231 :ref:`function summary <function_summary>`. The ``aliasee`` field
6232 contains a reference to the global value summary entry of the aliasee.
6233
6234 .. _funcflags_summary:
6235
6236 Function Flags
6237 ^^^^^^^^^^^^^^
6238
6239 The optional ``FuncFlags`` field looks like:
6240
6241 .. code-block:: text
6242
6243     funcFlags: (readNone: 0, readOnly: 0, noRecurse: 0, returnDoesNotAlias: 0)
6244
6245 If unspecified, flags are assumed to hold the conservative ``false`` value of
6246 ``0``.
6247
6248 .. _calls_summary:
6249
6250 Calls
6251 ^^^^^
6252
6253 The optional ``Calls`` field looks like:
6254
6255 .. code-block:: text
6256
6257     calls: ((Callee)[, (Callee)]*)
6258
6259 where each ``Callee`` looks like:
6260
6261 .. code-block:: text
6262
6263     callee: ^1[, hotness: None]?[, relbf: 0]?
6264
6265 The ``callee`` refers to the summary entry id of the callee. At most one
6266 of ``hotness`` (which can take the values ``Unknown``, ``Cold``, ``None``,
6267 ``Hot``, and ``Critical``), and ``relbf`` (which holds the integer
6268 branch frequency relative to the entry frequency, scaled down by 2^8)
6269 may be specified. The defaults are ``Unknown`` and ``0``, respectively.
6270
6271 .. _refs_summary:
6272
6273 Refs
6274 ^^^^
6275
6276 The optional ``Refs`` field looks like:
6277
6278 .. code-block:: text
6279
6280     refs: ((Ref)[, (Ref)]*)
6281
6282 where each ``Ref`` contains a reference to the summary id of the referenced
6283 value (e.g. ``^1``).
6284
6285 .. _typeidinfo_summary:
6286
6287 TypeIdInfo
6288 ^^^^^^^^^^
6289
6290 The optional ``TypeIdInfo`` field, used for
6291 `Control Flow Integrity <http://clang.llvm.org/docs/ControlFlowIntegrity.html>`_,
6292 looks like:
6293
6294 .. code-block:: text
6295
6296     typeIdInfo: [(TypeTests)]?[, (TypeTestAssumeVCalls)]?[, (TypeCheckedLoadVCalls)]?[, (TypeTestAssumeConstVCalls)]?[, (TypeCheckedLoadConstVCalls)]?
6297
6298 These optional fields have the following forms:
6299
6300 TypeTests
6301 """""""""
6302
6303 .. code-block:: text
6304
6305     typeTests: (TypeIdRef[, TypeIdRef]*)
6306
6307 Where each ``TypeIdRef`` refers to a :ref:`type id<typeid_summary>`
6308 by summary id or ``GUID``.
6309
6310 TypeTestAssumeVCalls
6311 """"""""""""""""""""
6312
6313 .. code-block:: text
6314
6315     typeTestAssumeVCalls: (VFuncId[, VFuncId]*)
6316
6317 Where each VFuncId has the format:
6318
6319 .. code-block:: text
6320
6321     vFuncId: (TypeIdRef, offset: 16)
6322
6323 Where each ``TypeIdRef`` refers to a :ref:`type id<typeid_summary>`
6324 by summary id or ``GUID`` preceeded by a ``guid:`` tag.
6325
6326 TypeCheckedLoadVCalls
6327 """""""""""""""""""""
6328
6329 .. code-block:: text
6330
6331     typeCheckedLoadVCalls: (VFuncId[, VFuncId]*)
6332
6333 Where each VFuncId has the format described for ``TypeTestAssumeVCalls``.
6334
6335 TypeTestAssumeConstVCalls
6336 """""""""""""""""""""""""
6337
6338 .. code-block:: text
6339
6340     typeTestAssumeConstVCalls: (ConstVCall[, ConstVCall]*)
6341
6342 Where each ConstVCall has the format:
6343
6344 .. code-block:: text
6345
6346     (VFuncId, args: (Arg[, Arg]*))
6347
6348 and where each VFuncId has the format described for ``TypeTestAssumeVCalls``,
6349 and each Arg is an integer argument number.
6350
6351 TypeCheckedLoadConstVCalls
6352 """"""""""""""""""""""""""
6353
6354 .. code-block:: text
6355
6356     typeCheckedLoadConstVCalls: (ConstVCall[, ConstVCall]*)
6357
6358 Where each ConstVCall has the format described for
6359 ``TypeTestAssumeConstVCalls``.
6360
6361 .. _typeid_summary:
6362
6363 Type ID Summary Entry
6364 ---------------------
6365
6366 Each type id summary entry corresponds to a type identifier resolution
6367 which is generated during the LTO link portion of the compile when building
6368 with `Control Flow Integrity <http://clang.llvm.org/docs/ControlFlowIntegrity.html>`_,
6369 so these are only present in a combined summary index.
6370
6371 Example:
6372
6373 .. code-block:: text
6374
6375     ^4 = typeid: (name: "_ZTS1A", summary: (typeTestRes: (kind: allOnes, sizeM1BitWidth: 7[, alignLog2: 0]?[, sizeM1: 0]?[, bitMask: 0]?[, inlineBits: 0]?)[, WpdResolutions]?)) ; guid = 7004155349499253778
6376
6377 The ``typeTestRes`` gives the type test resolution ``kind`` (which may
6378 be ``unsat``, ``byteArray``, ``inline``, ``single``, or ``allOnes``), and
6379 the ``size-1`` bit width. It is followed by optional flags, which default to 0,
6380 and an optional WpdResolutions (whole program devirtualization resolution)
6381 field that looks like:
6382
6383 .. code-block:: text
6384
6385     wpdResolutions: ((offset: 0, WpdRes)[, (offset: 1, WpdRes)]*
6386
6387 where each entry is a mapping from the given byte offset to the whole-program
6388 devirtualization resolution WpdRes, that has one of the following formats:
6389
6390 .. code-block:: text
6391
6392     wpdRes: (kind: branchFunnel)
6393     wpdRes: (kind: singleImpl, singleImplName: "_ZN1A1nEi")
6394     wpdRes: (kind: indir)
6395
6396 Additionally, each wpdRes has an optional ``resByArg`` field, which
6397 describes the resolutions for calls with all constant integer arguments:
6398
6399 .. code-block:: text
6400
6401     resByArg: (ResByArg[, ResByArg]*)
6402
6403 where ResByArg is:
6404
6405 .. code-block:: text
6406
6407     args: (Arg[, Arg]*), byArg: (kind: UniformRetVal[, info: 0][, byte: 0][, bit: 0])
6408
6409 Where the ``kind`` can be ``Indir``, ``UniformRetVal``, ``UniqueRetVal``
6410 or ``VirtualConstProp``. The ``info`` field is only used if the kind
6411 is ``UniformRetVal`` (indicates the uniform return value), or
6412 ``UniqueRetVal`` (holds the return value associated with the unique vtable
6413 (0 or 1)). The ``byte`` and ``bit`` fields are only used if the target does
6414 not support the use of absolute symbols to store constants.
6415
6416 .. _intrinsicglobalvariables:
6417
6418 Intrinsic Global Variables
6419 ==========================
6420
6421 LLVM has a number of "magic" global variables that contain data that
6422 affect code generation or other IR semantics. These are documented here.
6423 All globals of this sort should have a section specified as
6424 "``llvm.metadata``". This section and all globals that start with
6425 "``llvm.``" are reserved for use by LLVM.
6426
6427 .. _gv_llvmused:
6428
6429 The '``llvm.used``' Global Variable
6430 -----------------------------------
6431
6432 The ``@llvm.used`` global is an array which has
6433 :ref:`appending linkage <linkage_appending>`. This array contains a list of
6434 pointers to named global variables, functions and aliases which may optionally
6435 have a pointer cast formed of bitcast or getelementptr. For example, a legal
6436 use of it is:
6437
6438 .. code-block:: llvm
6439
6440     @X = global i8 4
6441     @Y = global i32 123
6442
6443     @llvm.used = appending global [2 x i8*] [
6444        i8* @X,
6445        i8* bitcast (i32* @Y to i8*)
6446     ], section "llvm.metadata"
6447
6448 If a symbol appears in the ``@llvm.used`` list, then the compiler, assembler,
6449 and linker are required to treat the symbol as if there is a reference to the
6450 symbol that it cannot see (which is why they have to be named). For example, if
6451 a variable has internal linkage and no references other than that from the
6452 ``@llvm.used`` list, it cannot be deleted. This is commonly used to represent
6453 references from inline asms and other things the compiler cannot "see", and
6454 corresponds to "``attribute((used))``" in GNU C.
6455
6456 On some targets, the code generator must emit a directive to the
6457 assembler or object file to prevent the assembler and linker from
6458 molesting the symbol.
6459
6460 .. _gv_llvmcompilerused:
6461
6462 The '``llvm.compiler.used``' Global Variable
6463 --------------------------------------------
6464
6465 The ``@llvm.compiler.used`` directive is the same as the ``@llvm.used``
6466 directive, except that it only prevents the compiler from touching the
6467 symbol. On targets that support it, this allows an intelligent linker to
6468 optimize references to the symbol without being impeded as it would be
6469 by ``@llvm.used``.
6470
6471 This is a rare construct that should only be used in rare circumstances,
6472 and should not be exposed to source languages.
6473
6474 .. _gv_llvmglobalctors:
6475
6476 The '``llvm.global_ctors``' Global Variable
6477 -------------------------------------------
6478
6479 .. code-block:: llvm
6480
6481     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
6482     @llvm.global_ctors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @ctor, i8* @data }]
6483
6484 The ``@llvm.global_ctors`` array contains a list of constructor
6485 functions, priorities, and an optional associated global or function.
6486 The functions referenced by this array will be called in ascending order
6487 of priority (i.e. lowest first) when the module is loaded. The order of
6488 functions with the same priority is not defined.
6489
6490 If the third field is present, non-null, and points to a global variable
6491 or function, the initializer function will only run if the associated
6492 data from the current module is not discarded.
6493
6494 .. _llvmglobaldtors:
6495
6496 The '``llvm.global_dtors``' Global Variable
6497 -------------------------------------------
6498
6499 .. code-block:: llvm
6500
6501     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
6502     @llvm.global_dtors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @dtor, i8* @data }]
6503
6504 The ``@llvm.global_dtors`` array contains a list of destructor
6505 functions, priorities, and an optional associated global or function.
6506 The functions referenced by this array will be called in descending
6507 order of priority (i.e. highest first) when the module is unloaded. The
6508 order of functions with the same priority is not defined.
6509
6510 If the third field is present, non-null, and points to a global variable
6511 or function, the destructor function will only run if the associated
6512 data from the current module is not discarded.
6513
6514 Instruction Reference
6515 =====================
6516
6517 The LLVM instruction set consists of several different classifications
6518 of instructions: :ref:`terminator instructions <terminators>`, :ref:`binary
6519 instructions <binaryops>`, :ref:`bitwise binary
6520 instructions <bitwiseops>`, :ref:`memory instructions <memoryops>`, and
6521 :ref:`other instructions <otherops>`.
6522
6523 .. _terminators:
6524
6525 Terminator Instructions
6526 -----------------------
6527
6528 As mentioned :ref:`previously <functionstructure>`, every basic block in a
6529 program ends with a "Terminator" instruction, which indicates which
6530 block should be executed after the current block is finished. These
6531 terminator instructions typically yield a '``void``' value: they produce
6532 control flow, not values (the one exception being the
6533 ':ref:`invoke <i_invoke>`' instruction).
6534
6535 The terminator instructions are: ':ref:`ret <i_ret>`',
6536 ':ref:`br <i_br>`', ':ref:`switch <i_switch>`',
6537 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`', ':ref:`invoke <i_invoke>`',
6538 ':ref:`callbr <i_callbr>`'
6539 ':ref:`resume <i_resume>`', ':ref:`catchswitch <i_catchswitch>`',
6540 ':ref:`catchret <i_catchret>`',
6541 ':ref:`cleanupret <i_cleanupret>`',
6542 and ':ref:`unreachable <i_unreachable>`'.
6543
6544 .. _i_ret:
6545
6546 '``ret``' Instruction
6547 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6548
6549 Syntax:
6550 """""""
6551
6552 ::
6553
6554       ret <type> <value>       ; Return a value from a non-void function
6555       ret void                 ; Return from void function
6556
6557 Overview:
6558 """""""""
6559
6560 The '``ret``' instruction is used to return control flow (and optionally
6561 a value) from a function back to the caller.
6562
6563 There are two forms of the '``ret``' instruction: one that returns a
6564 value and then causes control flow, and one that just causes control
6565 flow to occur.
6566
6567 Arguments:
6568 """"""""""
6569
6570 The '``ret``' instruction optionally accepts a single argument, the
6571 return value. The type of the return value must be a ':ref:`first
6572 class <t_firstclass>`' type.
6573
6574 A function is not :ref:`well formed <wellformed>` if it has a non-void
6575 return type and contains a '``ret``' instruction with no return value or
6576 a return value with a type that does not match its type, or if it has a
6577 void return type and contains a '``ret``' instruction with a return
6578 value.
6579
6580 Semantics:
6581 """"""""""
6582
6583 When the '``ret``' instruction is executed, control flow returns back to
6584 the calling function's context. If the caller is a
6585 ":ref:`call <i_call>`" instruction, execution continues at the
6586 instruction after the call. If the caller was an
6587 ":ref:`invoke <i_invoke>`" instruction, execution continues at the
6588 beginning of the "normal" destination block. If the instruction returns
6589 a value, that value shall set the call or invoke instruction's return
6590 value.
6591
6592 Example:
6593 """"""""
6594
6595 .. code-block:: llvm
6596
6597       ret i32 5                       ; Return an integer value of 5
6598       ret void                        ; Return from a void function
6599       ret { i32, i8 } { i32 4, i8 2 } ; Return a struct of values 4 and 2
6600
6601 .. _i_br:
6602
6603 '``br``' Instruction
6604 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6605
6606 Syntax:
6607 """""""
6608
6609 ::
6610
6611       br i1 <cond>, label <iftrue>, label <iffalse>
6612       br label <dest>          ; Unconditional branch
6613
6614 Overview:
6615 """""""""
6616
6617 The '``br``' instruction is used to cause control flow to transfer to a
6618 different basic block in the current function. There are two forms of
6619 this instruction, corresponding to a conditional branch and an
6620 unconditional branch.
6621
6622 Arguments:
6623 """"""""""
6624
6625 The conditional branch form of the '``br``' instruction takes a single
6626 '``i1``' value and two '``label``' values. The unconditional form of the
6627 '``br``' instruction takes a single '``label``' value as a target.
6628
6629 Semantics:
6630 """"""""""
6631
6632 Upon execution of a conditional '``br``' instruction, the '``i1``'
6633 argument is evaluated. If the value is ``true``, control flows to the
6634 '``iftrue``' ``label`` argument. If "cond" is ``false``, control flows
6635 to the '``iffalse``' ``label`` argument.
6636
6637 Example:
6638 """"""""
6639
6640 .. code-block:: llvm
6641
6642     Test:
6643       %cond = icmp eq i32 %a, %b
6644       br i1 %cond, label %IfEqual, label %IfUnequal
6645     IfEqual:
6646       ret i32 1
6647     IfUnequal:
6648       ret i32 0
6649
6650 .. _i_switch:
6651
6652 '``switch``' Instruction
6653 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6654
6655 Syntax:
6656 """""""
6657
6658 ::
6659
6660       switch <intty> <value>, label <defaultdest> [ <intty> <val>, label <dest> ... ]
6661
6662 Overview:
6663 """""""""
6664
6665 The '``switch``' instruction is used to transfer control flow to one of
6666 several different places. It is a generalization of the '``br``'
6667 instruction, allowing a branch to occur to one of many possible
6668 destinations.
6669
6670 Arguments:
6671 """"""""""
6672
6673 The '``switch``' instruction uses three parameters: an integer
6674 comparison value '``value``', a default '``label``' destination, and an
6675 array of pairs of comparison value constants and '``label``'s. The table
6676 is not allowed to contain duplicate constant entries.
6677
6678 Semantics:
6679 """"""""""
6680
6681 The ``switch`` instruction specifies a table of values and destinations.
6682 When the '``switch``' instruction is executed, this table is searched
6683 for the given value. If the value is found, control flow is transferred
6684 to the corresponding destination; otherwise, control flow is transferred
6685 to the default destination.
6686
6687 Implementation:
6688 """""""""""""""
6689
6690 Depending on properties of the target machine and the particular
6691 ``switch`` instruction, this instruction may be code generated in
6692 different ways. For example, it could be generated as a series of
6693 chained conditional branches or with a lookup table.
6694
6695 Example:
6696 """"""""
6697
6698 .. code-block:: llvm
6699
6700      ; Emulate a conditional br instruction
6701      %Val = zext i1 %value to i32
6702      switch i32 %Val, label %truedest [ i32 0, label %falsedest ]
6703
6704      ; Emulate an unconditional br instruction
6705      switch i32 0, label %dest [ ]
6706
6707      ; Implement a jump table:
6708      switch i32 %val, label %otherwise [ i32 0, label %onzero
6709                                          i32 1, label %onone
6710                                          i32 2, label %ontwo ]
6711
6712 .. _i_indirectbr:
6713
6714 '``indirectbr``' Instruction
6715 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6716
6717 Syntax:
6718 """""""
6719
6720 ::
6721
6722       indirectbr <somety>* <address>, [ label <dest1>, label <dest2>, ... ]
6723
6724 Overview:
6725 """""""""
6726
6727 The '``indirectbr``' instruction implements an indirect branch to a
6728 label within the current function, whose address is specified by
6729 "``address``". Address must be derived from a
6730 :ref:`blockaddress <blockaddress>` constant.
6731
6732 Arguments:
6733 """"""""""
6734
6735 The '``address``' argument is the address of the label to jump to. The
6736 rest of the arguments indicate the full set of possible destinations
6737 that the address may point to. Blocks are allowed to occur multiple
6738 times in the destination list, though this isn't particularly useful.
6739
6740 This destination list is required so that dataflow analysis has an
6741 accurate understanding of the CFG.
6742
6743 Semantics:
6744 """"""""""
6745
6746 Control transfers to the block specified in the address argument. All
6747 possible destination blocks must be listed in the label list, otherwise
6748 this instruction has undefined behavior. This implies that jumps to
6749 labels defined in other functions have undefined behavior as well.
6750
6751 Implementation:
6752 """""""""""""""
6753
6754 This is typically implemented with a jump through a register.
6755
6756 Example:
6757 """"""""
6758
6759 .. code-block:: llvm
6760
6761      indirectbr i8* %Addr, [ label %bb1, label %bb2, label %bb3 ]
6762
6763 .. _i_invoke:
6764
6765 '``invoke``' Instruction
6766 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6767
6768 Syntax:
6769 """""""
6770
6771 ::
6772
6773       <result> = invoke [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)] [<ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
6774                     [operand bundles] to label <normal label> unwind label <exception label>
6775
6776 Overview:
6777 """""""""
6778
6779 The '``invoke``' instruction causes control to transfer to a specified
6780 function, with the possibility of control flow transfer to either the
6781 '``normal``' label or the '``exception``' label. If the callee function
6782 returns with the "``ret``" instruction, control flow will return to the
6783 "normal" label. If the callee (or any indirect callees) returns via the
6784 ":ref:`resume <i_resume>`" instruction or other exception handling
6785 mechanism, control is interrupted and continued at the dynamically
6786 nearest "exception" label.
6787
6788 The '``exception``' label is a `landing
6789 pad <ExceptionHandling.html#overview>`_ for the exception. As such,
6790 '``exception``' label is required to have the
6791 ":ref:`landingpad <i_landingpad>`" instruction, which contains the
6792 information about the behavior of the program after unwinding happens,
6793 as its first non-PHI instruction. The restrictions on the
6794 "``landingpad``" instruction's tightly couples it to the "``invoke``"
6795 instruction, so that the important information contained within the
6796 "``landingpad``" instruction can't be lost through normal code motion.
6797
6798 Arguments:
6799 """"""""""
6800
6801 This instruction requires several arguments:
6802
6803 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
6804    convention <callingconv>` the call should use. If none is
6805    specified, the call defaults to using C calling conventions.
6806 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
6807    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
6808    are valid here.
6809 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
6810    of the called function. If it is not specified, the program address space
6811    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
6812 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
6813    type of the return value. Functions that return no value are marked
6814    ``void``.
6815 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being invoked. The
6816    argument types must match the types implied by this signature. This
6817    type can be omitted if the function is not varargs.
6818 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
6819    be invoked. In most cases, this is a direct function invocation, but
6820    indirect ``invoke``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
6821    to function value.
6822 #. '``function args``': argument list whose types match the function
6823    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
6824    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
6825    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
6826    extra arguments can be specified.
6827 #. '``normal label``': the label reached when the called function
6828    executes a '``ret``' instruction.
6829 #. '``exception label``': the label reached when a callee returns via
6830    the :ref:`resume <i_resume>` instruction or other exception handling
6831    mechanism.
6832 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
6833 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
6834
6835 Semantics:
6836 """"""""""
6837
6838 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
6839 instruction in most regards. The primary difference is that it
6840 establishes an association with a label, which is used by the runtime
6841 library to unwind the stack.
6842
6843 This instruction is used in languages with destructors to ensure that
6844 proper cleanup is performed in the case of either a ``longjmp`` or a
6845 thrown exception. Additionally, this is important for implementation of
6846 '``catch``' clauses in high-level languages that support them.
6847
6848 For the purposes of the SSA form, the definition of the value returned
6849 by the '``invoke``' instruction is deemed to occur on the edge from the
6850 current block to the "normal" label. If the callee unwinds then no
6851 return value is available.
6852
6853 Example:
6854 """"""""
6855
6856 .. code-block:: llvm
6857
6858       %retval = invoke i32 @Test(i32 15) to label %Continue
6859                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
6860       %retval = invoke coldcc i32 %Testfnptr(i32 15) to label %Continue
6861                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
6862
6863 .. _i_callbr:
6864
6865 '``callbr``' Instruction
6866 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6867
6868 Syntax:
6869 """""""
6870
6871 ::
6872
6873       <result> = callbr [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)] [<ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
6874                     [operand bundles] to label <normal label> or jump [other labels]
6875
6876 Overview:
6877 """""""""
6878
6879 The '``callbr``' instruction causes control to transfer to a specified
6880 function, with the possibility of control flow transfer to either the
6881 '``normal``' label or one of the '``other``' labels.
6882
6883 This instruction should only be used to implement the "goto" feature of gcc
6884 style inline assembly. Any other usage is an error in the IR verifier.
6885
6886 Arguments:
6887 """"""""""
6888
6889 This instruction requires several arguments:
6890
6891 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
6892    convention <callingconv>` the call should use. If none is
6893    specified, the call defaults to using C calling conventions.
6894 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
6895    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
6896    are valid here.
6897 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
6898    of the called function. If it is not specified, the program address space
6899    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
6900 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
6901    type of the return value. Functions that return no value are marked
6902    ``void``.
6903 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being called. The
6904    argument types must match the types implied by this signature. This
6905    type can be omitted if the function is not varargs.
6906 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
6907    be called. In most cases, this is a direct function call, but
6908    indirect ``callbr``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
6909    to function value.
6910 #. '``function args``': argument list whose types match the function
6911    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
6912    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
6913    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
6914    extra arguments can be specified.
6915 #. '``normal label``': the label reached when the called function
6916    executes a '``ret``' instruction.
6917 #. '``other labels``': the labels reached when a callee transfers control
6918    to a location other than the normal '``normal label``'
6919 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
6920 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
6921
6922 Semantics:
6923 """"""""""
6924
6925 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
6926 instruction in most regards. The primary difference is that it
6927 establishes an association with additional labels to define where control
6928 flow goes after the call.
6929
6930 The only use of this today is to implement the "goto" feature of gcc inline
6931 assembly where additional labels can be provided as locations for the inline
6932 assembly to jump to.
6933
6934 Example:
6935 """"""""
6936
6937 .. code-block:: text
6938
6939       callbr void asm "", "r,x"(i32 %x, i8 *blockaddress(@foo, %fail))
6940                   to label %normal or jump [label %fail]
6941
6942 .. _i_resume:
6943
6944 '``resume``' Instruction
6945 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6946
6947 Syntax:
6948 """""""
6949
6950 ::
6951
6952       resume <type> <value>
6953
6954 Overview:
6955 """""""""
6956
6957 The '``resume``' instruction is a terminator instruction that has no
6958 successors.
6959
6960 Arguments:
6961 """"""""""
6962
6963 The '``resume``' instruction requires one argument, which must have the
6964 same type as the result of any '``landingpad``' instruction in the same
6965 function.
6966
6967 Semantics:
6968 """"""""""
6969
6970 The '``resume``' instruction resumes propagation of an existing
6971 (in-flight) exception whose unwinding was interrupted with a
6972 :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction.
6973
6974 Example:
6975 """"""""
6976
6977 .. code-block:: llvm
6978
6979       resume { i8*, i32 } %exn
6980
6981 .. _i_catchswitch:
6982
6983 '``catchswitch``' Instruction
6984 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6985
6986 Syntax:
6987 """""""
6988
6989 ::
6990
6991       <resultval> = catchswitch within <parent> [ label <handler1>, label <handler2>, ... ] unwind to caller
6992       <resultval> = catchswitch within <parent> [ label <handler1>, label <handler2>, ... ] unwind label <default>
6993
6994 Overview:
6995 """""""""
6996
6997 The '``catchswitch``' instruction is used by `LLVM's exception handling system
6998 <ExceptionHandling.html#overview>`_ to describe the set of possible catch handlers
6999 that may be executed by the :ref:`EH personality routine <personalityfn>`.
7000
7001 Arguments:
7002 """"""""""
7003
7004 The ``parent`` argument is the token of the funclet that contains the
7005 ``catchswitch`` instruction. If the ``catchswitch`` is not inside a funclet,
7006 this operand may be the token ``none``.
7007
7008 The ``default`` argument is the label of another basic block beginning with
7009 either a ``cleanuppad`` or ``catchswitch`` instruction.  This unwind destination
7010 must be a legal target with respect to the ``parent`` links, as described in
7011 the `exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_.
7012
7013 The ``handlers`` are a nonempty list of successor blocks that each begin with a
7014 :ref:`catchpad <i_catchpad>` instruction.
7015
7016 Semantics:
7017 """"""""""
7018
7019 Executing this instruction transfers control to one of the successors in
7020 ``handlers``, if appropriate, or continues to unwind via the unwind label if
7021 present.
7022
7023 The ``catchswitch`` is both a terminator and a "pad" instruction, meaning that
7024 it must be both the first non-phi instruction and last instruction in the basic
7025 block. Therefore, it must be the only non-phi instruction in the block.
7026
7027 Example:
7028 """"""""
7029
7030 .. code-block:: text
7031
7032     dispatch1:
7033       %cs1 = catchswitch within none [label %handler0, label %handler1] unwind to caller
7034     dispatch2:
7035       %cs2 = catchswitch within %parenthandler [label %handler0] unwind label %cleanup
7036
7037 .. _i_catchret:
7038
7039 '``catchret``' Instruction
7040 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7041
7042 Syntax:
7043 """""""
7044
7045 ::
7046
7047       catchret from <token> to label <normal>
7048
7049 Overview:
7050 """""""""
7051
7052 The '``catchret``' instruction is a terminator instruction that has a
7053 single successor.
7054
7055
7056 Arguments:
7057 """"""""""
7058
7059 The first argument to a '``catchret``' indicates which ``catchpad`` it
7060 exits.  It must be a :ref:`catchpad <i_catchpad>`.
7061 The second argument to a '``catchret``' specifies where control will
7062 transfer to next.
7063
7064 Semantics:
7065 """"""""""
7066
7067 The '``catchret``' instruction ends an existing (in-flight) exception whose
7068 unwinding was interrupted with a :ref:`catchpad <i_catchpad>` instruction.  The
7069 :ref:`personality function <personalityfn>` gets a chance to execute arbitrary
7070 code to, for example, destroy the active exception.  Control then transfers to
7071 ``normal``.
7072
7073 The ``token`` argument must be a token produced by a ``catchpad`` instruction.
7074 If the specified ``catchpad`` is not the most-recently-entered not-yet-exited
7075 funclet pad (as described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
7076 the ``catchret``'s behavior is undefined.
7077
7078 Example:
7079 """"""""
7080
7081 .. code-block:: text
7082
7083       catchret from %catch label %continue
7084
7085 .. _i_cleanupret:
7086
7087 '``cleanupret``' Instruction
7088 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7089
7090 Syntax:
7091 """""""
7092
7093 ::
7094
7095       cleanupret from <value> unwind label <continue>
7096       cleanupret from <value> unwind to caller
7097
7098 Overview:
7099 """""""""
7100
7101 The '``cleanupret``' instruction is a terminator instruction that has
7102 an optional successor.
7103
7104
7105 Arguments:
7106 """"""""""
7107
7108 The '``cleanupret``' instruction requires one argument, which indicates
7109 which ``cleanuppad`` it exits, and must be a :ref:`cleanuppad <i_cleanuppad>`.
7110 If the specified ``cleanuppad`` is not the most-recently-entered not-yet-exited
7111 funclet pad (as described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
7112 the ``cleanupret``'s behavior is undefined.
7113
7114 The '``cleanupret``' instruction also has an optional successor, ``continue``,
7115 which must be the label of another basic block beginning with either a
7116 ``cleanuppad`` or ``catchswitch`` instruction.  This unwind destination must
7117 be a legal target with respect to the ``parent`` links, as described in the
7118 `exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_.
7119
7120 Semantics:
7121 """"""""""
7122
7123 The '``cleanupret``' instruction indicates to the
7124 :ref:`personality function <personalityfn>` that one
7125 :ref:`cleanuppad <i_cleanuppad>` it transferred control to has ended.
7126 It transfers control to ``continue`` or unwinds out of the function.
7127
7128 Example:
7129 """"""""
7130
7131 .. code-block:: text
7132
7133       cleanupret from %cleanup unwind to caller
7134       cleanupret from %cleanup unwind label %continue
7135
7136 .. _i_unreachable:
7137
7138 '``unreachable``' Instruction
7139 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7140
7141 Syntax:
7142 """""""
7143
7144 ::
7145
7146       unreachable
7147
7148 Overview:
7149 """""""""
7150
7151 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics. This
7152 instruction is used to inform the optimizer that a particular portion of
7153 the code is not reachable. This can be used to indicate that the code
7154 after a no-return function cannot be reached, and other facts.
7155
7156 Semantics:
7157 """"""""""
7158
7159 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics.
7160
7161 .. _unaryops:
7162
7163 Unary Operations
7164 -----------------
7165
7166 Unary operators require a single operand, execute an operation on
7167 it, and produce a single value. The operand might represent multiple
7168 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
7169 result value has the same type as its operand.
7170
7171 .. _i_fneg:
7172
7173 '``fneg``' Instruction
7174 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7175
7176 Syntax:
7177 """""""
7178
7179 ::
7180
7181       <result> = fneg [fast-math flags]* <ty> <op1>   ; yields ty:result
7182
7183 Overview:
7184 """""""""
7185
7186 The '``fneg``' instruction returns the negation of its operand.
7187
7188 Arguments:
7189 """"""""""
7190
7191 The argument to the '``fneg``' instruction must be a
7192 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7193 floating-point values.
7194
7195 Semantics:
7196 """"""""""
7197
7198 The value produced is a copy of the operand with its sign bit flipped.
7199 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7200 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7201 unsafe floating-point optimizations:
7202
7203 Example:
7204 """"""""
7205
7206 .. code-block:: text
7207
7208       <result> = fneg float %val          ; yields float:result = -%var
7209
7210 .. _binaryops:
7211
7212 Binary Operations
7213 -----------------
7214
7215 Binary operators are used to do most of the computation in a program.
7216 They require two operands of the same type, execute an operation on
7217 them, and produce a single value. The operands might represent multiple
7218 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
7219 result value has the same type as its operands.
7220
7221 There are several different binary operators:
7222
7223 .. _i_add:
7224
7225 '``add``' Instruction
7226 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7227
7228 Syntax:
7229 """""""
7230
7231 ::
7232
7233       <result> = add <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7234       <result> = add nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7235       <result> = add nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7236       <result> = add nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7237
7238 Overview:
7239 """""""""
7240
7241 The '``add``' instruction returns the sum of its two operands.
7242
7243 Arguments:
7244 """"""""""
7245
7246 The two arguments to the '``add``' instruction must be
7247 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7248 arguments must have identical types.
7249
7250 Semantics:
7251 """"""""""
7252
7253 The value produced is the integer sum of the two operands.
7254
7255 If the sum has unsigned overflow, the result returned is the
7256 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
7257 the result.
7258
7259 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
7260 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
7261
7262 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7263 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7264 result value of the ``add`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7265 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7266
7267 Example:
7268 """"""""
7269
7270 .. code-block:: text
7271
7272       <result> = add i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 + %var
7273
7274 .. _i_fadd:
7275
7276 '``fadd``' Instruction
7277 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7278
7279 Syntax:
7280 """""""
7281
7282 ::
7283
7284       <result> = fadd [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7285
7286 Overview:
7287 """""""""
7288
7289 The '``fadd``' instruction returns the sum of its two operands.
7290
7291 Arguments:
7292 """"""""""
7293
7294 The two arguments to the '``fadd``' instruction must be
7295 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7296 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7297
7298 Semantics:
7299 """"""""""
7300
7301 The value produced is the floating-point sum of the two operands.
7302 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7303 environment <floatenv>`.
7304 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7305 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7306 unsafe floating-point optimizations:
7307
7308 Example:
7309 """"""""
7310
7311 .. code-block:: text
7312
7313       <result> = fadd float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 + %var
7314
7315 '``sub``' Instruction
7316 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7317
7318 Syntax:
7319 """""""
7320
7321 ::
7322
7323       <result> = sub <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7324       <result> = sub nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7325       <result> = sub nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7326       <result> = sub nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7327
7328 Overview:
7329 """""""""
7330
7331 The '``sub``' instruction returns the difference of its two operands.
7332
7333 Note that the '``sub``' instruction is used to represent the '``neg``'
7334 instruction present in most other intermediate representations.
7335
7336 Arguments:
7337 """"""""""
7338
7339 The two arguments to the '``sub``' instruction must be
7340 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7341 arguments must have identical types.
7342
7343 Semantics:
7344 """"""""""
7345
7346 The value produced is the integer difference of the two operands.
7347
7348 If the difference has unsigned overflow, the result returned is the
7349 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
7350 the result.
7351
7352 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
7353 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
7354
7355 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7356 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7357 result value of the ``sub`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7358 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7359
7360 Example:
7361 """"""""
7362
7363 .. code-block:: text
7364
7365       <result> = sub i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 - %var
7366       <result> = sub i32 0, %val          ; yields i32:result = -%var
7367
7368 .. _i_fsub:
7369
7370 '``fsub``' Instruction
7371 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7372
7373 Syntax:
7374 """""""
7375
7376 ::
7377
7378       <result> = fsub [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7379
7380 Overview:
7381 """""""""
7382
7383 The '``fsub``' instruction returns the difference of its two operands.
7384
7385 Arguments:
7386 """"""""""
7387
7388 The two arguments to the '``fsub``' instruction must be
7389 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7390 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7391
7392 Semantics:
7393 """"""""""
7394
7395 The value produced is the floating-point difference of the two operands.
7396 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7397 environment <floatenv>`.
7398 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7399 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7400 unsafe floating-point optimizations:
7401
7402 Example:
7403 """"""""
7404
7405 .. code-block:: text
7406
7407       <result> = fsub float 4.0, %var           ; yields float:result = 4.0 - %var
7408       <result> = fsub float -0.0, %val          ; yields float:result = -%var
7409
7410 '``mul``' Instruction
7411 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7412
7413 Syntax:
7414 """""""
7415
7416 ::
7417
7418       <result> = mul <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7419       <result> = mul nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7420       <result> = mul nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7421       <result> = mul nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7422
7423 Overview:
7424 """""""""
7425
7426 The '``mul``' instruction returns the product of its two operands.
7427
7428 Arguments:
7429 """"""""""
7430
7431 The two arguments to the '``mul``' instruction must be
7432 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7433 arguments must have identical types.
7434
7435 Semantics:
7436 """"""""""
7437
7438 The value produced is the integer product of the two operands.
7439
7440 If the result of the multiplication has unsigned overflow, the result
7441 returned is the mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the
7442 bit width of the result.
7443
7444 Because LLVM integers use a two's complement representation, and the
7445 result is the same width as the operands, this instruction returns the
7446 correct result for both signed and unsigned integers. If a full product
7447 (e.g. ``i32`` * ``i32`` -> ``i64``) is needed, the operands should be
7448 sign-extended or zero-extended as appropriate to the width of the full
7449 product.
7450
7451 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7452 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7453 result value of the ``mul`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7454 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7455
7456 Example:
7457 """"""""
7458
7459 .. code-block:: text
7460
7461       <result> = mul i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 * %var
7462
7463 .. _i_fmul:
7464
7465 '``fmul``' Instruction
7466 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7467
7468 Syntax:
7469 """""""
7470
7471 ::
7472
7473       <result> = fmul [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7474
7475 Overview:
7476 """""""""
7477
7478 The '``fmul``' instruction returns the product of its two operands.
7479
7480 Arguments:
7481 """"""""""
7482
7483 The two arguments to the '``fmul``' instruction must be
7484 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7485 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7486
7487 Semantics:
7488 """"""""""
7489
7490 The value produced is the floating-point product of the two operands.
7491 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7492 environment <floatenv>`.
7493 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7494 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7495 unsafe floating-point optimizations:
7496
7497 Example:
7498 """"""""
7499
7500 .. code-block:: text
7501
7502       <result> = fmul float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 * %var
7503
7504 '``udiv``' Instruction
7505 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7506
7507 Syntax:
7508 """""""
7509
7510 ::
7511
7512       <result> = udiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
7513       <result> = udiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7514
7515 Overview:
7516 """""""""
7517
7518 The '``udiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7519
7520 Arguments:
7521 """"""""""
7522
7523 The two arguments to the '``udiv``' instruction must be
7524 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7525 arguments must have identical types.
7526
7527 Semantics:
7528 """"""""""
7529
7530 The value produced is the unsigned integer quotient of the two operands.
7531
7532 Note that unsigned integer division and signed integer division are
7533 distinct operations; for signed integer division, use '``sdiv``'.
7534
7535 Division by zero is undefined behavior. For vectors, if any element
7536 of the divisor is zero, the operation has undefined behavior.
7537
7538
7539 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``udiv`` is
7540 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if %op1 is not a multiple of %op2 (as
7541 such, "((a udiv exact b) mul b) == a").
7542
7543 Example:
7544 """"""""
7545
7546 .. code-block:: text
7547
7548       <result> = udiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
7549
7550 '``sdiv``' Instruction
7551 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7552
7553 Syntax:
7554 """""""
7555
7556 ::
7557
7558       <result> = sdiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
7559       <result> = sdiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7560
7561 Overview:
7562 """""""""
7563
7564 The '``sdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7565
7566 Arguments:
7567 """"""""""
7568
7569 The two arguments to the '``sdiv``' instruction must be
7570 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7571 arguments must have identical types.
7572
7573 Semantics:
7574 """"""""""
7575
7576 The value produced is the signed integer quotient of the two operands
7577 rounded towards zero.
7578
7579 Note that signed integer division and unsigned integer division are
7580 distinct operations; for unsigned integer division, use '``udiv``'.
7581
7582 Division by zero is undefined behavior. For vectors, if any element
7583 of the divisor is zero, the operation has undefined behavior.
7584 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
7585 occur, for example, by doing a 32-bit division of -2147483648 by -1.
7586
7587 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``sdiv`` is
7588 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the result would be rounded.
7589
7590 Example:
7591 """"""""
7592
7593 .. code-block:: text
7594
7595       <result> = sdiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
7596
7597 .. _i_fdiv:
7598
7599 '``fdiv``' Instruction
7600 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7601
7602 Syntax:
7603 """""""
7604
7605 ::
7606
7607       <result> = fdiv [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7608
7609 Overview:
7610 """""""""
7611
7612 The '``fdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7613
7614 Arguments:
7615 """"""""""
7616
7617 The two arguments to the '``fdiv``' instruction must be
7618 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7619 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7620
7621 Semantics:
7622 """"""""""
7623
7624 The value produced is the floating-point quotient of the two operands.
7625 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7626 environment <floatenv>`.
7627 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7628 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7629 unsafe floating-point optimizations:
7630
7631 Example:
7632 """"""""
7633
7634 .. code-block:: text
7635
7636       <result> = fdiv float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 / %var
7637
7638 '``urem``' Instruction
7639 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7640
7641 Syntax:
7642 """""""
7643
7644 ::
7645
7646       <result> = urem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7647
7648 Overview:
7649 """""""""
7650
7651 The '``urem``' instruction returns the remainder from the unsigned
7652 division of its two arguments.
7653
7654 Arguments:
7655 """"""""""
7656
7657 The two arguments to the '``urem``' instruction must be
7658 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7659 arguments must have identical types.
7660
7661 Semantics:
7662 """"""""""
7663
7664 This instruction returns the unsigned integer *remainder* of a division.
7665 This instruction always performs an unsigned division to get the
7666 remainder.
7667
7668 Note that unsigned integer remainder and signed integer remainder are
7669 distinct operations; for signed integer remainder, use '``srem``'.
7670
7671 Taking the remainder of a division by zero is undefined behavior.
7672 For vectors, if any element of the divisor is zero, the operation has
7673 undefined behavior.
7674
7675 Example:
7676 """"""""
7677
7678 .. code-block:: text
7679
7680       <result> = urem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
7681
7682 '``srem``' Instruction
7683 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7684
7685 Syntax:
7686 """""""
7687
7688 ::
7689
7690       <result> = srem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7691
7692 Overview:
7693 """""""""
7694
7695 The '``srem``' instruction returns the remainder from the signed
7696 division of its two operands. This instruction can also take
7697 :ref:`vector <t_vector>` versions of the values in which case the elements
7698 must be integers.
7699
7700 Arguments:
7701 """"""""""
7702
7703 The two arguments to the '``srem``' instruction must be
7704 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7705 arguments must have identical types.
7706
7707 Semantics:
7708 """"""""""
7709
7710 This instruction returns the *remainder* of a division (where the result
7711 is either zero or has the same sign as the dividend, ``op1``), not the
7712 *modulo* operator (where the result is either zero or has the same sign
7713 as the divisor, ``op2``) of a value. For more information about the
7714 difference, see `The Math
7715 Forum <http://mathforum.org/dr.math/problems/anne.4.28.99.html>`_. For a
7716 table of how this is implemented in various languages, please see
7717 `Wikipedia: modulo
7718 operation <http://en.wikipedia.org/wiki/Modulo_operation>`_.
7719
7720 Note that signed integer remainder and unsigned integer remainder are
7721 distinct operations; for unsigned integer remainder, use '``urem``'.
7722
7723 Taking the remainder of a division by zero is undefined behavior.
7724 For vectors, if any element of the divisor is zero, the operation has
7725 undefined behavior.
7726 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
7727 occur, for example, by taking the remainder of a 32-bit division of
7728 -2147483648 by -1. (The remainder doesn't actually overflow, but this
7729 rule lets srem be implemented using instructions that return both the
7730 result of the division and the remainder.)
7731
7732 Example:
7733 """"""""
7734
7735 .. code-block:: text
7736
7737       <result> = srem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
7738
7739 .. _i_frem:
7740
7741 '``frem``' Instruction
7742 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7743
7744 Syntax:
7745 """""""
7746
7747 ::
7748
7749       <result> = frem [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7750
7751 Overview:
7752 """""""""
7753
7754 The '``frem``' instruction returns the remainder from the division of
7755 its two operands.
7756
7757 Arguments:
7758 """"""""""
7759
7760 The two arguments to the '``frem``' instruction must be
7761 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7762 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7763
7764 Semantics:
7765 """"""""""
7766
7767 The value produced is the floating-point remainder of the two operands.
7768 This is the same output as a libm '``fmod``' function, but without any
7769 possibility of setting ``errno``. The remainder has the same sign as the
7770 dividend.
7771 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7772 environment <floatenv>`.
7773 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7774 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7775 unsafe floating-point optimizations:
7776
7777 Example:
7778 """"""""
7779
7780 .. code-block:: text
7781
7782       <result> = frem float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 % %var
7783
7784 .. _bitwiseops:
7785
7786 Bitwise Binary Operations
7787 -------------------------
7788
7789 Bitwise binary operators are used to do various forms of bit-twiddling
7790 in a program. They are generally very efficient instructions and can
7791 commonly be strength reduced from other instructions. They require two
7792 operands of the same type, execute an operation on them, and produce a
7793 single value. The resulting value is the same type as its operands.
7794
7795 '``shl``' Instruction
7796 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7797
7798 Syntax:
7799 """""""
7800
7801 ::
7802
7803       <result> = shl <ty> <op1>, <op2>           ; yields ty:result
7804       <result> = shl nuw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
7805       <result> = shl nsw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
7806       <result> = shl nuw nsw <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7807
7808 Overview:
7809 """""""""
7810
7811 The '``shl``' instruction returns the first operand shifted to the left
7812 a specified number of bits.
7813
7814 Arguments:
7815 """"""""""
7816
7817 Both arguments to the '``shl``' instruction must be the same
7818 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
7819 '``op2``' is treated as an unsigned value.
7820
7821 Semantics:
7822 """"""""""
7823
7824 The value produced is ``op1`` \* 2\ :sup:`op2` mod 2\ :sup:`n`,
7825 where ``n`` is the width of the result. If ``op2`` is (statically or
7826 dynamically) equal to or larger than the number of bits in
7827 ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
7828 If the arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted
7829 by the corresponding shift amount in ``op2``.
7830
7831 If the ``nuw`` keyword is present, then the shift produces a poison
7832 value if it shifts out any non-zero bits.
7833 If the ``nsw`` keyword is present, then the shift produces a poison
7834 value if it shifts out any bits that disagree with the resultant sign bit.
7835
7836 Example:
7837 """"""""
7838
7839 .. code-block:: text
7840
7841       <result> = shl i32 4, %var   ; yields i32: 4 << %var
7842       <result> = shl i32 4, 2      ; yields i32: 16
7843       <result> = shl i32 1, 10     ; yields i32: 1024
7844       <result> = shl i32 1, 32     ; undefined
7845       <result> = shl <2 x i32> < i32 1, i32 1>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 2, i32 4>
7846
7847 '``lshr``' Instruction
7848 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7849
7850 Syntax:
7851 """""""
7852
7853 ::
7854
7855       <result> = lshr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
7856       <result> = lshr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7857
7858 Overview:
7859 """""""""
7860
7861 The '``lshr``' instruction (logical shift right) returns the first
7862 operand shifted to the right a specified number of bits with zero fill.
7863
7864 Arguments:
7865 """"""""""
7866
7867 Both arguments to the '``lshr``' instruction must be the same
7868 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
7869 '``op2``' is treated as an unsigned value.
7870
7871 Semantics:
7872 """"""""""
7873
7874 This instruction always performs a logical shift right operation. The
7875 most significant bits of the result will be filled with zero bits after
7876 the shift. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
7877 than the number of bits in ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison
7878 value <poisonvalues>`. If the arguments are vectors, each vector element
7879 of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount in ``op2``.
7880
7881 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``lshr`` is
7882 a poison value if any of the bits shifted out are non-zero.
7883
7884 Example:
7885 """"""""
7886
7887 .. code-block:: text
7888
7889       <result> = lshr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
7890       <result> = lshr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
7891       <result> = lshr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
7892       <result> = lshr i8 -2, 1   ; yields i8:result = 0x7F
7893       <result> = lshr i32 1, 32  ; undefined
7894       <result> = lshr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 0x7FFFFFFF, i32 1>
7895
7896 '``ashr``' Instruction
7897 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7898
7899 Syntax:
7900 """""""
7901
7902 ::
7903
7904       <result> = ashr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
7905       <result> = ashr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7906
7907 Overview:
7908 """""""""
7909
7910 The '``ashr``' instruction (arithmetic shift right) returns the first
7911 operand shifted to the right a specified number of bits with sign
7912 extension.
7913
7914 Arguments:
7915 """"""""""
7916
7917 Both arguments to the '``ashr``' instruction must be the same
7918 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
7919 '``op2``' is treated as an unsigned value.
7920
7921 Semantics:
7922 """"""""""
7923
7924 This instruction always performs an arithmetic shift right operation,
7925 The most significant bits of the result will be filled with the sign bit
7926 of ``op1``. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
7927 than the number of bits in ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison
7928 value <poisonvalues>`. If the arguments are vectors, each vector element
7929 of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount in ``op2``.
7930
7931 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``ashr`` is
7932 a poison value if any of the bits shifted out are non-zero.
7933
7934 Example:
7935 """"""""
7936
7937 .. code-block:: text
7938
7939       <result> = ashr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
7940       <result> = ashr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
7941       <result> = ashr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
7942       <result> = ashr i8 -2, 1   ; yields i8:result = -1
7943       <result> = ashr i32 1, 32  ; undefined
7944       <result> = ashr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 3>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 -1, i32 0>
7945
7946 '``and``' Instruction
7947 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7948
7949 Syntax:
7950 """""""
7951
7952 ::
7953
7954       <result> = and <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7955
7956 Overview:
7957 """""""""
7958
7959 The '``and``' instruction returns the bitwise logical and of its two
7960 operands.
7961
7962 Arguments:
7963 """"""""""
7964
7965 The two arguments to the '``and``' instruction must be
7966 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7967 arguments must have identical types.
7968
7969 Semantics:
7970 """"""""""
7971
7972 The truth table used for the '``and``' instruction is:
7973
7974 +-----+-----+-----+
7975 | In0 | In1 | Out |
7976 +-----+-----+-----+
7977 |   0 |   0 |   0 |
7978 +-----+-----+-----+
7979 |   0 |   1 |   0 |
7980 +-----+-----+-----+
7981 |   1 |   0 |   0 |
7982 +-----+-----+-----+
7983 |   1 |   1 |   1 |
7984 +-----+-----+-----+
7985
7986 Example:
7987 """"""""
7988
7989 .. code-block:: text
7990
7991       <result> = and i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 & %var
7992       <result> = and i32 15, 40          ; yields i32:result = 8
7993       <result> = and i32 4, 8            ; yields i32:result = 0
7994
7995 '``or``' Instruction
7996 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7997
7998 Syntax:
7999 """""""
8000
8001 ::
8002
8003       <result> = or <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8004
8005 Overview:
8006 """""""""
8007
8008 The '``or``' instruction returns the bitwise logical inclusive or of its
8009 two operands.
8010
8011 Arguments:
8012 """"""""""
8013
8014 The two arguments to the '``or``' instruction must be
8015 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8016 arguments must have identical types.
8017
8018 Semantics:
8019 """"""""""
8020
8021 The truth table used for the '``or``' instruction is:
8022
8023 +-----+-----+-----+
8024 | In0 | In1 | Out |
8025 +-----+-----+-----+
8026 |   0 |   0 |   0 |
8027 +-----+-----+-----+
8028 |   0 |   1 |   1 |
8029 +-----+-----+-----+
8030 |   1 |   0 |   1 |
8031 +-----+-----+-----+
8032 |   1 |   1 |   1 |
8033 +-----+-----+-----+
8034
8035 Example:
8036 """"""""
8037
8038 ::
8039
8040       <result> = or i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 | %var
8041       <result> = or i32 15, 40          ; yields i32:result = 47
8042       <result> = or i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
8043
8044 '``xor``' Instruction
8045 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8046
8047 Syntax:
8048 """""""
8049
8050 ::
8051
8052       <result> = xor <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8053
8054 Overview:
8055 """""""""
8056
8057 The '``xor``' instruction returns the bitwise logical exclusive or of
8058 its two operands. The ``xor`` is used to implement the "one's
8059 complement" operation, which is the "~" operator in C.
8060
8061 Arguments:
8062 """"""""""
8063
8064 The two arguments to the '``xor``' instruction must be
8065 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8066 arguments must have identical types.
8067
8068 Semantics:
8069 """"""""""
8070
8071 The truth table used for the '``xor``' instruction is:
8072
8073 +-----+-----+-----+
8074 | In0 | In1 | Out |
8075 +-----+-----+-----+
8076 |   0 |   0 |   0 |
8077 +-----+-----+-----+
8078 |   0 |   1 |   1 |
8079 +-----+-----+-----+
8080 |   1 |   0 |   1 |
8081 +-----+-----+-----+
8082 |   1 |   1 |   0 |
8083 +-----+-----+-----+
8084
8085 Example:
8086 """"""""
8087
8088 .. code-block:: text
8089
8090       <result> = xor i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 ^ %var
8091       <result> = xor i32 15, 40          ; yields i32:result = 39
8092       <result> = xor i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
8093       <result> = xor i32 %V, -1          ; yields i32:result = ~%V
8094
8095 Vector Operations
8096 -----------------
8097
8098 LLVM supports several instructions to represent vector operations in a
8099 target-independent manner. These instructions cover the element-access
8100 and vector-specific operations needed to process vectors effectively.
8101 While LLVM does directly support these vector operations, many
8102 sophisticated algorithms will want to use target-specific intrinsics to
8103 take full advantage of a specific target.
8104
8105 .. _i_extractelement:
8106
8107 '``extractelement``' Instruction
8108 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8109
8110 Syntax:
8111 """""""
8112
8113 ::
8114
8115       <result> = extractelement <n x <ty>> <val>, <ty2> <idx>  ; yields <ty>
8116
8117 Overview:
8118 """""""""
8119
8120 The '``extractelement``' instruction extracts a single scalar element
8121 from a vector at a specified index.
8122
8123 Arguments:
8124 """"""""""
8125
8126 The first operand of an '``extractelement``' instruction is a value of
8127 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is an index indicating
8128 the position from which to extract the element. The index may be a
8129 variable of any integer type.
8130
8131 Semantics:
8132 """"""""""
8133
8134 The result is a scalar of the same type as the element type of ``val``.
8135 Its value is the value at position ``idx`` of ``val``. If ``idx``
8136 exceeds the length of ``val``, the result is a
8137 :ref:`poison value <poisonvalues>`.
8138
8139 Example:
8140 """"""""
8141
8142 .. code-block:: text
8143
8144       <result> = extractelement <4 x i32> %vec, i32 0    ; yields i32
8145
8146 .. _i_insertelement:
8147
8148 '``insertelement``' Instruction
8149 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8150
8151 Syntax:
8152 """""""
8153
8154 ::
8155
8156       <result> = insertelement <n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, <ty2> <idx>    ; yields <n x <ty>>
8157
8158 Overview:
8159 """""""""
8160
8161 The '``insertelement``' instruction inserts a scalar element into a
8162 vector at a specified index.
8163
8164 Arguments:
8165 """"""""""
8166
8167 The first operand of an '``insertelement``' instruction is a value of
8168 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is a scalar value whose
8169 type must equal the element type of the first operand. The third operand
8170 is an index indicating the position at which to insert the value. The
8171 index may be a variable of any integer type.
8172
8173 Semantics:
8174 """"""""""
8175
8176 The result is a vector of the same type as ``val``. Its element values
8177 are those of ``val`` except at position ``idx``, where it gets the value
8178 ``elt``. If ``idx`` exceeds the length of ``val``, the result
8179 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
8180
8181 Example:
8182 """"""""
8183
8184 .. code-block:: text
8185
8186       <result> = insertelement <4 x i32> %vec, i32 1, i32 0    ; yields <4 x i32>
8187
8188 .. _i_shufflevector:
8189
8190 '``shufflevector``' Instruction
8191 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8192
8193 Syntax:
8194 """""""
8195
8196 ::
8197
8198       <result> = shufflevector <n x <ty>> <v1>, <n x <ty>> <v2>, <m x i32> <mask>    ; yields <m x <ty>>
8199
8200 Overview:
8201 """""""""
8202
8203 The '``shufflevector``' instruction constructs a permutation of elements
8204 from two input vectors, returning a vector with the same element type as
8205 the input and length that is the same as the shuffle mask.
8206
8207 Arguments:
8208 """"""""""
8209
8210 The first two operands of a '``shufflevector``' instruction are vectors
8211 with the same type. The third argument is a shuffle mask whose element
8212 type is always 'i32'. The result of the instruction is a vector whose
8213 length is the same as the shuffle mask and whose element type is the
8214 same as the element type of the first two operands.
8215
8216 The shuffle mask operand is required to be a constant vector with either
8217 constant integer or undef values.
8218
8219 Semantics:
8220 """"""""""
8221
8222 The elements of the two input vectors are numbered from left to right
8223 across both of the vectors. The shuffle mask operand specifies, for each
8224 element of the result vector, which element of the two input vectors the
8225 result element gets. If the shuffle mask is undef, the result vector is
8226 undef. If any element of the mask operand is undef, that element of the
8227 result is undef. If the shuffle mask selects an undef element from one
8228 of the input vectors, the resulting element is undef.
8229
8230 Example:
8231 """"""""
8232
8233 .. code-block:: text
8234
8235       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
8236                               <4 x i32> <i32 0, i32 4, i32 1, i32 5>  ; yields <4 x i32>
8237       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> undef,
8238                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32> - Identity shuffle.
8239       <result> = shufflevector <8 x i32> %v1, <8 x i32> undef,
8240                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32>
8241       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
8242                               <8 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3, i32 4, i32 5, i32 6, i32 7 >  ; yields <8 x i32>
8243
8244 Aggregate Operations
8245 --------------------
8246
8247 LLVM supports several instructions for working with
8248 :ref:`aggregate <t_aggregate>` values.
8249
8250 .. _i_extractvalue:
8251
8252 '``extractvalue``' Instruction
8253 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8254
8255 Syntax:
8256 """""""
8257
8258 ::
8259
8260       <result> = extractvalue <aggregate type> <val>, <idx>{, <idx>}*
8261
8262 Overview:
8263 """""""""
8264
8265 The '``extractvalue``' instruction extracts the value of a member field
8266 from an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
8267
8268 Arguments:
8269 """"""""""
8270
8271 The first operand of an '``extractvalue``' instruction is a value of
8272 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The other operands are
8273 constant indices to specify which value to extract in a similar manner
8274 as indices in a '``getelementptr``' instruction.
8275
8276 The major differences to ``getelementptr`` indexing are:
8277
8278 -  Since the value being indexed is not a pointer, the first index is
8279    omitted and assumed to be zero.
8280 -  At least one index must be specified.
8281 -  Not only struct indices but also array indices must be in bounds.
8282
8283 Semantics:
8284 """"""""""
8285
8286 The result is the value at the position in the aggregate specified by
8287 the index operands.
8288
8289 Example:
8290 """"""""
8291
8292 .. code-block:: text
8293
8294       <result> = extractvalue {i32, float} %agg, 0    ; yields i32
8295
8296 .. _i_insertvalue:
8297
8298 '``insertvalue``' Instruction
8299 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8300
8301 Syntax:
8302 """""""
8303
8304 ::
8305
8306       <result> = insertvalue <aggregate type> <val>, <ty> <elt>, <idx>{, <idx>}*    ; yields <aggregate type>
8307
8308 Overview:
8309 """""""""
8310
8311 The '``insertvalue``' instruction inserts a value into a member field in
8312 an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
8313
8314 Arguments:
8315 """"""""""
8316
8317 The first operand of an '``insertvalue``' instruction is a value of
8318 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The second operand is
8319 a first-class value to insert. The following operands are constant
8320 indices indicating the position at which to insert the value in a
8321 similar manner as indices in a '``extractvalue``' instruction. The value
8322 to insert must have the same type as the value identified by the
8323 indices.
8324
8325 Semantics:
8326 """"""""""
8327
8328 The result is an aggregate of the same type as ``val``. Its value is
8329 that of ``val`` except that the value at the position specified by the
8330 indices is that of ``elt``.
8331
8332 Example:
8333 """"""""
8334
8335 .. code-block:: llvm
8336
8337       %agg1 = insertvalue {i32, float} undef, i32 1, 0              ; yields {i32 1, float undef}
8338       %agg2 = insertvalue {i32, float} %agg1, float %val, 1         ; yields {i32 1, float %val}
8339       %agg3 = insertvalue {i32, {float}} undef, float %val, 1, 0    ; yields {i32 undef, {float %val}}
8340
8341 .. _memoryops:
8342
8343 Memory Access and Addressing Operations
8344 ---------------------------------------
8345
8346 A key design point of an SSA-based representation is how it represents
8347 memory. In LLVM, no memory locations are in SSA form, which makes things
8348 very simple. This section describes how to read, write, and allocate
8349 memory in LLVM.
8350
8351 .. _i_alloca:
8352
8353 '``alloca``' Instruction
8354 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8355
8356 Syntax:
8357 """""""
8358
8359 ::
8360
8361       <result> = alloca [inalloca] <type> [, <ty> <NumElements>] [, align <alignment>] [, addrspace(<num>)]     ; yields type addrspace(num)*:result
8362
8363 Overview:
8364 """""""""
8365
8366 The '``alloca``' instruction allocates memory on the stack frame of the
8367 currently executing function, to be automatically released when this
8368 function returns to its caller. The object is always allocated in the
8369 address space for allocas indicated in the datalayout.
8370
8371 Arguments:
8372 """"""""""
8373
8374 The '``alloca``' instruction allocates ``sizeof(<type>)*NumElements``
8375 bytes of memory on the runtime stack, returning a pointer of the
8376 appropriate type to the program. If "NumElements" is specified, it is
8377 the number of elements allocated, otherwise "NumElements" is defaulted
8378 to be one. If a constant alignment is specified, the value result of the
8379 allocation is guaranteed to be aligned to at least that boundary. The
8380 alignment may not be greater than ``1 << 29``. If not specified, or if
8381 zero, the target can choose to align the allocation on any convenient
8382 boundary compatible with the type.
8383
8384 '``type``' may be any sized type.
8385
8386 Semantics:
8387 """"""""""
8388
8389 Memory is allocated; a pointer is returned. The allocated memory is
8390 uninitialized, and loading from uninitialized memory produces an undefined
8391 value. The operation itself is undefined if there is insufficient stack
8392 space for the allocation.'``alloca``'d memory is automatically released
8393 when the function returns. The '``alloca``' instruction is commonly used
8394 to represent automatic variables that must have an address available. When
8395 the function returns (either with the ``ret`` or ``resume`` instructions),
8396 the memory is reclaimed. Allocating zero bytes is legal, but the returned
8397 pointer may not be unique. The order in which memory is allocated (ie.,
8398 which way the stack grows) is not specified.
8399
8400 Example:
8401 """"""""
8402
8403 .. code-block:: llvm
8404
8405       %ptr = alloca i32                             ; yields i32*:ptr
8406       %ptr = alloca i32, i32 4                      ; yields i32*:ptr
8407       %ptr = alloca i32, i32 4, align 1024          ; yields i32*:ptr
8408       %ptr = alloca i32, align 1024                 ; yields i32*:ptr
8409
8410 .. _i_load:
8411
8412 '``load``' Instruction
8413 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8414
8415 Syntax:
8416 """""""
8417
8418 ::
8419
8420       <result> = load [volatile] <ty>, <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>][, !invariant.load !<index>][, !invariant.group !<index>][, !nonnull !<index>][, !dereferenceable !<deref_bytes_node>][, !dereferenceable_or_null !<deref_bytes_node>][, !align !<align_node>]
8421       <result> = load atomic [volatile] <ty>, <ty>* <pointer> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>, align <alignment> [, !invariant.group !<index>]
8422       !<index> = !{ i32 1 }
8423       !<deref_bytes_node> = !{i64 <dereferenceable_bytes>}
8424       !<align_node> = !{ i64 <value_alignment> }
8425
8426 Overview:
8427 """""""""
8428
8429 The '``load``' instruction is used to read from memory.
8430
8431 Arguments:
8432 """"""""""
8433
8434 The argument to the ``load`` instruction specifies the memory address from which
8435 to load. The type specified must be a :ref:`first class <t_firstclass>` type of
8436 known size (i.e. not containing an :ref:`opaque structural type <t_opaque>`). If
8437 the ``load`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not allowed to
8438 modify the number or order of execution of this ``load`` with other
8439 :ref:`volatile operations <volatile>`.
8440
8441 If the ``load`` is marked as ``atomic``, it takes an extra :ref:`ordering
8442 <ordering>` and optional ``syncscope("<target-scope>")`` argument. The
8443 ``release`` and ``acq_rel`` orderings are not valid on ``load`` instructions.
8444 Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results when they may see
8445 multiple atomic stores. The type of the pointee must be an integer, pointer, or
8446 floating-point type whose bit width is a power of two greater than or equal to
8447 eight and less than or equal to a target-specific size limit.  ``align`` must be
8448 explicitly specified on atomic loads, and the load has undefined behavior if the
8449 alignment is not set to a value which is at least the size in bytes of the
8450 pointee. ``!nontemporal`` does not have any defined semantics for atomic loads.
8451
8452 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
8453 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
8454 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
8455 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
8456 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
8457 alignment results in undefined behavior. Underestimating the alignment
8458 may produce less efficient code. An alignment of 1 is always safe. The
8459 maximum possible alignment is ``1 << 29``. An alignment value higher
8460 than the size of the loaded type implies memory up to the alignment
8461 value bytes can be safely loaded without trapping in the default
8462 address space. Access of the high bytes can interfere with debugging
8463 tools, so should not be accessed if the function has the
8464 ``sanitize_thread`` or ``sanitize_address`` attributes.
8465
8466 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single
8467 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one
8468 ``i32`` entry of value 1. The existence of the ``!nontemporal``
8469 metadata on the instruction tells the optimizer and code generator
8470 that this load is not expected to be reused in the cache. The code
8471 generator may select special instructions to save cache bandwidth, such
8472 as the ``MOVNT`` instruction on x86.
8473
8474 The optional ``!invariant.load`` metadata must reference a single
8475 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
8476 entries. If a load instruction tagged with the ``!invariant.load``
8477 metadata is executed, the optimizer may assume the memory location
8478 referenced by the load contains the same value at all points in the
8479 program where the memory location is known to be dereferenceable;
8480 otherwise, the behavior is undefined.
8481
8482 The optional ``!invariant.group`` metadata must reference a single metadata name
8483  ``<index>`` corresponding to a metadata node with no entries.
8484  See ``invariant.group`` metadata.
8485
8486 The optional ``!nonnull`` metadata must reference a single
8487 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
8488 entries. The existence of the ``!nonnull`` metadata on the
8489 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to
8490 never be null. If the value is null at runtime, the behavior is undefined.
8491 This is analogous to the ``nonnull`` attribute on parameters and return
8492 values. This metadata can only be applied to loads of a pointer type.
8493
8494 The optional ``!dereferenceable`` metadata must reference a single metadata
8495 name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one ``i64``
8496 entry. The existence of the ``!dereferenceable`` metadata on the instruction
8497 tells the optimizer that the value loaded is known to be dereferenceable.
8498 The number of bytes known to be dereferenceable is specified by the integer
8499 value in the metadata node. This is analogous to the ''dereferenceable''
8500 attribute on parameters and return values. This metadata can only be applied
8501 to loads of a pointer type.
8502
8503 The optional ``!dereferenceable_or_null`` metadata must reference a single
8504 metadata name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one
8505 ``i64`` entry. The existence of the ``!dereferenceable_or_null`` metadata on the
8506 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to be either
8507 dereferenceable or null.
8508 The number of bytes known to be dereferenceable is specified by the integer
8509 value in the metadata node. This is analogous to the ''dereferenceable_or_null''
8510 attribute on parameters and return values. This metadata can only be applied
8511 to loads of a pointer type.
8512
8513 The optional ``!align`` metadata must reference a single metadata name
8514 ``<align_node>`` corresponding to a metadata node with one ``i64`` entry.
8515 The existence of the ``!align`` metadata on the instruction tells the
8516 optimizer that the value loaded is known to be aligned to a boundary specified
8517 by the integer value in the metadata node. The alignment must be a power of 2.
8518 This is analogous to the ''align'' attribute on parameters and return values.
8519 This metadata can only be applied to loads of a pointer type. If the returned
8520 value is not appropriately aligned at runtime, the behavior is undefined.
8521
8522 Semantics:
8523 """"""""""
8524
8525 The location of memory pointed to is loaded. If the value being loaded
8526 is of scalar type then the number of bytes read does not exceed the
8527 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
8528 example, loading an ``i24`` reads at most three bytes. When loading a
8529 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
8530 of bytes, the result is undefined if the value was not originally
8531 written using a store of the same type.
8532
8533 Examples:
8534 """""""""
8535
8536 .. code-block:: llvm
8537
8538       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
8539       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
8540       %val = load i32, i32* %ptr                      ; yields i32:val = i32 3
8541
8542 .. _i_store:
8543
8544 '``store``' Instruction
8545 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8546
8547 Syntax:
8548 """""""
8549
8550 ::
8551
8552       store [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>][, !invariant.group !<index>]        ; yields void
8553       store atomic [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>, align <alignment> [, !invariant.group !<index>] ; yields void
8554
8555 Overview:
8556 """""""""
8557
8558 The '``store``' instruction is used to write to memory.
8559
8560 Arguments:
8561 """"""""""
8562
8563 There are two arguments to the ``store`` instruction: a value to store and an
8564 address at which to store it. The type of the ``<pointer>`` operand must be a
8565 pointer to the :ref:`first class <t_firstclass>` type of the ``<value>``
8566 operand. If the ``store`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not
8567 allowed to modify the number or order of execution of this ``store`` with other
8568 :ref:`volatile operations <volatile>`.  Only values of :ref:`first class
8569 <t_firstclass>` types of known size (i.e. not containing an :ref:`opaque
8570 structural type <t_opaque>`) can be stored.
8571
8572 If the ``store`` is marked as ``atomic``, it takes an extra :ref:`ordering
8573 <ordering>` and optional ``syncscope("<target-scope>")`` argument. The
8574 ``acquire`` and ``acq_rel`` orderings aren't valid on ``store`` instructions.
8575 Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results when they may see
8576 multiple atomic stores. The type of the pointee must be an integer, pointer, or
8577 floating-point type whose bit width is a power of two greater than or equal to
8578 eight and less than or equal to a target-specific size limit.  ``align`` must be
8579 explicitly specified on atomic stores, and the store has undefined behavior if
8580 the alignment is not set to a value which is at least the size in bytes of the
8581 pointee. ``!nontemporal`` does not have any defined semantics for atomic stores.
8582
8583 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
8584 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
8585 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
8586 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
8587 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
8588 alignment results in undefined behavior. Underestimating the
8589 alignment may produce less efficient code. An alignment of 1 is always
8590 safe. The maximum possible alignment is ``1 << 29``. An alignment
8591 value higher than the size of the stored type implies memory up to the
8592 alignment value bytes can be stored to without trapping in the default
8593 address space. Storing to the higher bytes however may result in data
8594 races if another thread can access the same address. Introducing a
8595 data race is not allowed. Storing to the extra bytes is not allowed
8596 even in situations where a data race is known to not exist if the
8597 function has the ``sanitize_address`` attribute.
8598
8599 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single metadata
8600 name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one ``i32`` entry of
8601 value 1. The existence of the ``!nontemporal`` metadata on the instruction
8602 tells the optimizer and code generator that this load is not expected to
8603 be reused in the cache. The code generator may select special
8604 instructions to save cache bandwidth, such as the ``MOVNT`` instruction on
8605 x86.
8606
8607 The optional ``!invariant.group`` metadata must reference a
8608 single metadata name ``<index>``. See ``invariant.group`` metadata.
8609
8610 Semantics:
8611 """"""""""
8612
8613 The contents of memory are updated to contain ``<value>`` at the
8614 location specified by the ``<pointer>`` operand. If ``<value>`` is
8615 of scalar type then the number of bytes written does not exceed the
8616 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
8617 example, storing an ``i24`` writes at most three bytes. When writing a
8618 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
8619 of bytes, it is unspecified what happens to the extra bits that do not
8620 belong to the type, but they will typically be overwritten.
8621
8622 Example:
8623 """"""""
8624
8625 .. code-block:: llvm
8626
8627       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
8628       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
8629       %val = load i32, i32* %ptr                      ; yields i32:val = i32 3
8630
8631 .. _i_fence:
8632
8633 '``fence``' Instruction
8634 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8635
8636 Syntax:
8637 """""""
8638
8639 ::
8640
8641       fence [syncscope("<target-scope>")] <ordering>  ; yields void
8642
8643 Overview:
8644 """""""""
8645
8646 The '``fence``' instruction is used to introduce happens-before edges
8647 between operations.
8648
8649 Arguments:
8650 """"""""""
8651
8652 '``fence``' instructions take an :ref:`ordering <ordering>` argument which
8653 defines what *synchronizes-with* edges they add. They can only be given
8654 ``acquire``, ``release``, ``acq_rel``, and ``seq_cst`` orderings.
8655
8656 Semantics:
8657 """"""""""
8658
8659 A fence A which has (at least) ``release`` ordering semantics
8660 *synchronizes with* a fence B with (at least) ``acquire`` ordering
8661 semantics if and only if there exist atomic operations X and Y, both
8662 operating on some atomic object M, such that A is sequenced before X, X
8663 modifies M (either directly or through some side effect of a sequence
8664 headed by X), Y is sequenced before B, and Y observes M. This provides a
8665 *happens-before* dependency between A and B. Rather than an explicit
8666 ``fence``, one (but not both) of the atomic operations X or Y might
8667 provide a ``release`` or ``acquire`` (resp.) ordering constraint and
8668 still *synchronize-with* the explicit ``fence`` and establish the
8669 *happens-before* edge.
8670
8671 A ``fence`` which has ``seq_cst`` ordering, in addition to having both
8672 ``acquire`` and ``release`` semantics specified above, participates in
8673 the global program order of other ``seq_cst`` operations and/or fences.
8674
8675 A ``fence`` instruction can also take an optional
8676 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
8677
8678 Example:
8679 """"""""
8680
8681 .. code-block:: text
8682
8683       fence acquire                                        ; yields void
8684       fence syncscope("singlethread") seq_cst              ; yields void
8685       fence syncscope("agent") seq_cst                     ; yields void
8686
8687 .. _i_cmpxchg:
8688
8689 '``cmpxchg``' Instruction
8690 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8691
8692 Syntax:
8693 """""""
8694
8695 ::
8696
8697       cmpxchg [weak] [volatile] <ty>* <pointer>, <ty> <cmp>, <ty> <new> [syncscope("<target-scope>")] <success ordering> <failure ordering> ; yields  { ty, i1 }
8698
8699 Overview:
8700 """""""""
8701
8702 The '``cmpxchg``' instruction is used to atomically modify memory. It
8703 loads a value in memory and compares it to a given value. If they are
8704 equal, it tries to store a new value into the memory.
8705
8706 Arguments:
8707 """"""""""
8708
8709 There are three arguments to the '``cmpxchg``' instruction: an address
8710 to operate on, a value to compare to the value currently be at that
8711 address, and a new value to place at that address if the compared values
8712 are equal. The type of '<cmp>' must be an integer or pointer type whose
8713 bit width is a power of two greater than or equal to eight and less
8714 than or equal to a target-specific size limit. '<cmp>' and '<new>' must
8715 have the same type, and the type of '<pointer>' must be a pointer to
8716 that type. If the ``cmpxchg`` is marked as ``volatile``, then the
8717 optimizer is not allowed to modify the number or order of execution of
8718 this ``cmpxchg`` with other :ref:`volatile operations <volatile>`.
8719
8720 The success and failure :ref:`ordering <ordering>` arguments specify how this
8721 ``cmpxchg`` synchronizes with other atomic operations. Both ordering parameters
8722 must be at least ``monotonic``, the ordering constraint on failure must be no
8723 stronger than that on success, and the failure ordering cannot be either
8724 ``release`` or ``acq_rel``.
8725
8726 A ``cmpxchg`` instruction can also take an optional
8727 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
8728
8729 The pointer passed into cmpxchg must have alignment greater than or
8730 equal to the size in memory of the operand.
8731
8732 Semantics:
8733 """"""""""
8734
8735 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``' operand
8736 is read and compared to '``<cmp>``'; if the values are equal, '``<new>``' is
8737 written to the location. The original value at the location is returned,
8738 together with a flag indicating success (true) or failure (false).
8739
8740 If the cmpxchg operation is marked as ``weak`` then a spurious failure is
8741 permitted: the operation may not write ``<new>`` even if the comparison
8742 matched.
8743
8744 If the cmpxchg operation is strong (the default), the i1 value is 1 if and only
8745 if the value loaded equals ``cmp``.
8746
8747 A successful ``cmpxchg`` is a read-modify-write instruction for the purpose of
8748 identifying release sequences. A failed ``cmpxchg`` is equivalent to an atomic
8749 load with an ordering parameter determined the second ordering parameter.
8750
8751 Example:
8752 """"""""
8753
8754 .. code-block:: llvm
8755
8756     entry:
8757       %orig = load atomic i32, i32* %ptr unordered, align 4                      ; yields i32
8758       br label %loop
8759
8760     loop:
8761       %cmp = phi i32 [ %orig, %entry ], [%value_loaded, %loop]
8762       %squared = mul i32 %cmp, %cmp
8763       %val_success = cmpxchg i32* %ptr, i32 %cmp, i32 %squared acq_rel monotonic ; yields  { i32, i1 }
8764       %value_loaded = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 0
8765       %success = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 1
8766       br i1 %success, label %done, label %loop
8767
8768     done:
8769       ...
8770
8771 .. _i_atomicrmw:
8772
8773 '``atomicrmw``' Instruction
8774 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8775
8776 Syntax:
8777 """""""
8778
8779 ::
8780
8781       atomicrmw [volatile] <operation> <ty>* <pointer>, <ty> <value> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>                   ; yields ty
8782
8783 Overview:
8784 """""""""
8785
8786 The '``atomicrmw``' instruction is used to atomically modify memory.
8787
8788 Arguments:
8789 """"""""""
8790
8791 There are three arguments to the '``atomicrmw``' instruction: an
8792 operation to apply, an address whose value to modify, an argument to the
8793 operation. The operation must be one of the following keywords:
8794
8795 -  xchg
8796 -  add
8797 -  sub
8798 -  and
8799 -  nand
8800 -  or
8801 -  xor
8802 -  max
8803 -  min
8804 -  umax
8805 -  umin
8806 -  fadd
8807 -  fsub
8808
8809 For most of these operations, the type of '<value>' must be an integer
8810 type whose bit width is a power of two greater than or equal to eight
8811 and less than or equal to a target-specific size limit. For xchg, this
8812 may also be a floating point type with the same size constraints as
8813 integers.  For fadd/fsub, this must be a floating point type.  The
8814 type of the '``<pointer>``' operand must be a pointer to that type. If
8815 the ``atomicrmw`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not
8816 allowed to modify the number or order of execution of this
8817 ``atomicrmw`` with other :ref:`volatile operations <volatile>`.
8818
8819 A ``atomicrmw`` instruction can also take an optional
8820 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
8821
8822 Semantics:
8823 """"""""""
8824
8825 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``'
8826 operand are atomically read, modified, and written back. The original
8827 value at the location is returned. The modification is specified by the
8828 operation argument:
8829
8830 -  xchg: ``*ptr = val``
8831 -  add: ``*ptr = *ptr + val``
8832 -  sub: ``*ptr = *ptr - val``
8833 -  and: ``*ptr = *ptr & val``
8834 -  nand: ``*ptr = ~(*ptr & val)``
8835 -  or: ``*ptr = *ptr | val``
8836 -  xor: ``*ptr = *ptr ^ val``
8837 -  max: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
8838 -  min: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
8839 -  umax: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using an unsigned
8840    comparison)
8841 -  umin: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using an unsigned
8842    comparison)
8843 - fadd: ``*ptr = *ptr + val`` (using floating point arithmetic)
8844 - fsub: ``*ptr = *ptr - val`` (using floating point arithmetic)
8845
8846 Example:
8847 """"""""
8848
8849 .. code-block:: llvm
8850
8851       %old = atomicrmw add i32* %ptr, i32 1 acquire                        ; yields i32
8852
8853 .. _i_getelementptr:
8854
8855 '``getelementptr``' Instruction
8856 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8857
8858 Syntax:
8859 """""""
8860
8861 ::
8862
8863       <result> = getelementptr <ty>, <ty>* <ptrval>{, [inrange] <ty> <idx>}*
8864       <result> = getelementptr inbounds <ty>, <ty>* <ptrval>{, [inrange] <ty> <idx>}*
8865       <result> = getelementptr <ty>, <ptr vector> <ptrval>, [inrange] <vector index type> <idx>
8866
8867 Overview:
8868 """""""""
8869
8870 The '``getelementptr``' instruction is used to get the address of a
8871 subelement of an :ref:`aggregate <t_aggregate>` data structure. It performs
8872 address calculation only and does not access memory. The instruction can also
8873 be used to calculate a vector of such addresses.
8874
8875 Arguments:
8876 """"""""""
8877
8878 The first argument is always a type used as the basis for the calculations.
8879 The second argument is always a pointer or a vector of pointers, and is the
8880 base address to start from. The remaining arguments are indices
8881 that indicate which of the elements of the aggregate object are indexed.
8882 The interpretation of each index is dependent on the type being indexed
8883 into. The first index always indexes the pointer value given as the
8884 second argument, the second index indexes a value of the type pointed to
8885 (not necessarily the value directly pointed to, since the first index
8886 can be non-zero), etc. The first type indexed into must be a pointer
8887 value, subsequent types can be arrays, vectors, and structs. Note that
8888 subsequent types being indexed into can never be pointers, since that
8889 would require loading the pointer before continuing calculation.
8890
8891 The type of each index argument depends on the type it is indexing into.
8892 When indexing into a (optionally packed) structure, only ``i32`` integer
8893 **constants** are allowed (when using a vector of indices they must all
8894 be the **same** ``i32`` integer constant). When indexing into an array,
8895 pointer or vector, integers of any width are allowed, and they are not
8896 required to be constant. These integers are treated as signed values
8897 where relevant.
8898
8899 For example, let's consider a C code fragment and how it gets compiled
8900 to LLVM:
8901
8902 .. code-block:: c
8903
8904     struct RT {
8905       char A;
8906       int B[10][20];
8907       char C;
8908     };
8909     struct ST {
8910       int X;
8911       double Y;
8912       struct RT Z;
8913     };
8914
8915     int *foo(struct ST *s) {
8916       return &s[1].Z.B[5][13];
8917     }
8918
8919 The LLVM code generated by Clang is:
8920
8921 .. code-block:: llvm
8922
8923     %struct.RT = type { i8, [10 x [20 x i32]], i8 }
8924     %struct.ST = type { i32, double, %struct.RT }
8925
8926     define i32* @foo(%struct.ST* %s) nounwind uwtable readnone optsize ssp {
8927     entry:
8928       %arrayidx = getelementptr inbounds %struct.ST, %struct.ST* %s, i64 1, i32 2, i32 1, i64 5, i64 13
8929       ret i32* %arrayidx
8930     }
8931
8932 Semantics:
8933 """"""""""
8934
8935 In the example above, the first index is indexing into the
8936 '``%struct.ST*``' type, which is a pointer, yielding a '``%struct.ST``'
8937 = '``{ i32, double, %struct.RT }``' type, a structure. The second index
8938 indexes into the third element of the structure, yielding a
8939 '``%struct.RT``' = '``{ i8 , [10 x [20 x i32]], i8 }``' type, another
8940 structure. The third index indexes into the second element of the
8941 structure, yielding a '``[10 x [20 x i32]]``' type, an array. The two
8942 dimensions of the array are subscripted into, yielding an '``i32``'
8943 type. The '``getelementptr``' instruction returns a pointer to this
8944 element, thus computing a value of '``i32*``' type.
8945
8946 Note that it is perfectly legal to index partially through a structure,
8947 returning a pointer to an inner element. Because of this, the LLVM code
8948 for the given testcase is equivalent to:
8949
8950 .. code-block:: llvm
8951
8952     define i32* @foo(%struct.ST* %s) {
8953       %t1 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %s, i32 1                        ; yields %struct.ST*:%t1
8954       %t2 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %t1, i32 0, i32 2                ; yields %struct.RT*:%t2
8955       %t3 = getelementptr %struct.RT, %struct.RT* %t2, i32 0, i32 1                ; yields [10 x [20 x i32]]*:%t3
8956       %t4 = getelementptr [10 x [20 x i32]], [10 x [20 x i32]]* %t3, i32 0, i32 5  ; yields [20 x i32]*:%t4
8957       %t5 = getelementptr [20 x i32], [20 x i32]* %t4, i32 0, i32 13               ; yields i32*:%t5
8958       ret i32* %t5
8959     }
8960
8961 If the ``inbounds`` keyword is present, the result value of the
8962 ``getelementptr`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the base
8963 pointer is not an *in bounds* address of an allocated object, or if any
8964 of the addresses that would be formed by successive addition of the
8965 offsets implied by the indices to the base address with infinitely
8966 precise signed arithmetic are not an *in bounds* address of that
8967 allocated object. The *in bounds* addresses for an allocated object are
8968 all the addresses that point into the object, plus the address one byte
8969 past the end. The only *in bounds* address for a null pointer in the
8970 default address-space is the null pointer itself. In cases where the
8971 base is a vector of pointers the ``inbounds`` keyword applies to each
8972 of the computations element-wise.
8973
8974 If the ``inbounds`` keyword is not present, the offsets are added to the
8975 base address with silently-wrapping two's complement arithmetic. If the
8976 offsets have a different width from the pointer, they are sign-extended
8977 or truncated to the width of the pointer. The result value of the
8978 ``getelementptr`` may be outside the object pointed to by the base
8979 pointer. The result value may not necessarily be used to access memory
8980 though, even if it happens to point into allocated storage. See the
8981 :ref:`Pointer Aliasing Rules <pointeraliasing>` section for more
8982 information.
8983
8984 If the ``inrange`` keyword is present before any index, loading from or
8985 storing to any pointer derived from the ``getelementptr`` has undefined
8986 behavior if the load or store would access memory outside of the bounds of
8987 the element selected by the index marked as ``inrange``. The result of a
8988 pointer comparison or ``ptrtoint`` (including ``ptrtoint``-like operations
8989 involving memory) involving a pointer derived from a ``getelementptr`` with
8990 the ``inrange`` keyword is undefined, with the exception of comparisons
8991 in the case where both operands are in the range of the element selected
8992 by the ``inrange`` keyword, inclusive of the address one past the end of
8993 that element. Note that the ``inrange`` keyword is currently only allowed
8994 in constant ``getelementptr`` expressions.
8995
8996 The getelementptr instruction is often confusing. For some more insight
8997 into how it works, see :doc:`the getelementptr FAQ <GetElementPtr>`.
8998
8999 Example:
9000 """"""""
9001
9002 .. code-block:: llvm
9003
9004         ; yields [12 x i8]*:aptr
9005         %aptr = getelementptr {i32, [12 x i8]}, {i32, [12 x i8]}* %saptr, i64 0, i32 1
9006         ; yields i8*:vptr
9007         %vptr = getelementptr {i32, <2 x i8>}, {i32, <2 x i8>}* %svptr, i64 0, i32 1, i32 1
9008         ; yields i8*:eptr
9009         %eptr = getelementptr [12 x i8], [12 x i8]* %aptr, i64 0, i32 1
9010         ; yields i32*:iptr
9011         %iptr = getelementptr [10 x i32], [10 x i32]* @arr, i16 0, i16 0
9012
9013 Vector of pointers:
9014 """""""""""""""""""
9015
9016 The ``getelementptr`` returns a vector of pointers, instead of a single address,
9017 when one or more of its arguments is a vector. In such cases, all vector
9018 arguments should have the same number of elements, and every scalar argument
9019 will be effectively broadcast into a vector during address calculation.
9020
9021 .. code-block:: llvm
9022
9023      ; All arguments are vectors:
9024      ;   A[i] = ptrs[i] + offsets[i]*sizeof(i8)
9025      %A = getelementptr i8, <4 x i8*> %ptrs, <4 x i64> %offsets
9026
9027      ; Add the same scalar offset to each pointer of a vector:
9028      ;   A[i] = ptrs[i] + offset*sizeof(i8)
9029      %A = getelementptr i8, <4 x i8*> %ptrs, i64 %offset
9030
9031      ; Add distinct offsets to the same pointer:
9032      ;   A[i] = ptr + offsets[i]*sizeof(i8)
9033      %A = getelementptr i8, i8* %ptr, <4 x i64> %offsets
9034
9035      ; In all cases described above the type of the result is <4 x i8*>
9036
9037 The two following instructions are equivalent:
9038
9039 .. code-block:: llvm
9040
9041      getelementptr  %struct.ST, <4 x %struct.ST*> %s, <4 x i64> %ind1,
9042        <4 x i32> <i32 2, i32 2, i32 2, i32 2>,
9043        <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>,
9044        <4 x i32> %ind4,
9045        <4 x i64> <i64 13, i64 13, i64 13, i64 13>
9046
9047      getelementptr  %struct.ST, <4 x %struct.ST*> %s, <4 x i64> %ind1,
9048        i32 2, i32 1, <4 x i32> %ind4, i64 13
9049
9050 Let's look at the C code, where the vector version of ``getelementptr``
9051 makes sense:
9052
9053 .. code-block:: c
9054
9055     // Let's assume that we vectorize the following loop:
9056     double *A, *B; int *C;
9057     for (int i = 0; i < size; ++i) {
9058       A[i] = B[C[i]];
9059     }
9060
9061 .. code-block:: llvm
9062
9063     ; get pointers for 8 elements from array B
9064     %ptrs = getelementptr double, double* %B, <8 x i32> %C
9065     ; load 8 elements from array B into A
9066     %A = call <8 x double> @llvm.masked.gather.v8f64.v8p0f64(<8 x double*> %ptrs,
9067          i32 8, <8 x i1> %mask, <8 x double> %passthru)
9068
9069 Conversion Operations
9070 ---------------------
9071
9072 The instructions in this category are the conversion instructions
9073 (casting) which all take a single operand and a type. They perform
9074 various bit conversions on the operand.
9075
9076 .. _i_trunc:
9077
9078 '``trunc .. to``' Instruction
9079 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9080
9081 Syntax:
9082 """""""
9083
9084 ::
9085
9086       <result> = trunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9087
9088 Overview:
9089 """""""""
9090
9091 The '``trunc``' instruction truncates its operand to the type ``ty2``.
9092
9093 Arguments:
9094 """"""""""
9095
9096 The '``trunc``' instruction takes a value to trunc, and a type to trunc
9097 it to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors
9098 of the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9099 larger than the bit size of the destination type, ``ty2``. Equal sized
9100 types are not allowed.
9101
9102 Semantics:
9103 """"""""""
9104
9105 The '``trunc``' instruction truncates the high order bits in ``value``
9106 and converts the remaining bits to ``ty2``. Since the source size must
9107 be larger than the destination size, ``trunc`` cannot be a *no-op cast*.
9108 It will always truncate bits.
9109
9110 Example:
9111 """"""""
9112
9113 .. code-block:: llvm
9114
9115       %X = trunc i32 257 to i8                        ; yields i8:1
9116       %Y = trunc i32 123 to i1                        ; yields i1:true
9117       %Z = trunc i32 122 to i1                        ; yields i1:false
9118       %W = trunc <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i8> ; yields <i8 8, i8 7>
9119
9120 .. _i_zext:
9121
9122 '``zext .. to``' Instruction
9123 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9124
9125 Syntax:
9126 """""""
9127
9128 ::
9129
9130       <result> = zext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9131
9132 Overview:
9133 """""""""
9134
9135 The '``zext``' instruction zero extends its operand to type ``ty2``.
9136
9137 Arguments:
9138 """"""""""
9139
9140 The '``zext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
9141 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
9142 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9143 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
9144
9145 Semantics:
9146 """"""""""
9147
9148 The ``zext`` fills the high order bits of the ``value`` with zero bits
9149 until it reaches the size of the destination type, ``ty2``.
9150
9151 When zero extending from i1, the result will always be either 0 or 1.
9152
9153 Example:
9154 """"""""
9155
9156 .. code-block:: llvm
9157
9158       %X = zext i32 257 to i64              ; yields i64:257
9159       %Y = zext i1 true to i32              ; yields i32:1
9160       %Z = zext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
9161
9162 .. _i_sext:
9163
9164 '``sext .. to``' Instruction
9165 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9166
9167 Syntax:
9168 """""""
9169
9170 ::
9171
9172       <result> = sext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9173
9174 Overview:
9175 """""""""
9176
9177 The '``sext``' sign extends ``value`` to the type ``ty2``.
9178
9179 Arguments:
9180 """"""""""
9181
9182 The '``sext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
9183 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
9184 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9185 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
9186
9187 Semantics:
9188 """"""""""
9189
9190 The '``sext``' instruction performs a sign extension by copying the sign
9191 bit (highest order bit) of the ``value`` until it reaches the bit size
9192 of the type ``ty2``.
9193
9194 When sign extending from i1, the extension always results in -1 or 0.
9195
9196 Example:
9197 """"""""
9198
9199 .. code-block:: llvm
9200
9201       %X = sext i8  -1 to i16              ; yields i16   :65535
9202       %Y = sext i1 true to i32             ; yields i32:-1
9203       %Z = sext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
9204
9205 '``fptrunc .. to``' Instruction
9206 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9207
9208 Syntax:
9209 """""""
9210
9211 ::
9212
9213       <result> = fptrunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9214
9215 Overview:
9216 """""""""
9217
9218 The '``fptrunc``' instruction truncates ``value`` to type ``ty2``.
9219
9220 Arguments:
9221 """"""""""
9222
9223 The '``fptrunc``' instruction takes a :ref:`floating-point <t_floating>`
9224 value to cast and a :ref:`floating-point <t_floating>` type to cast it to.
9225 The size of ``value`` must be larger than the size of ``ty2``. This
9226 implies that ``fptrunc`` cannot be used to make a *no-op cast*.
9227
9228 Semantics:
9229 """"""""""
9230
9231 The '``fptrunc``' instruction casts a ``value`` from a larger
9232 :ref:`floating-point <t_floating>` type to a smaller :ref:`floating-point
9233 <t_floating>` type.
9234 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
9235 environment <floatenv>`.
9236
9237 Example:
9238 """"""""
9239
9240 .. code-block:: llvm
9241
9242       %X = fptrunc double 16777217.0 to float    ; yields float:16777216.0
9243       %Y = fptrunc double 1.0E+300 to half       ; yields half:+infinity
9244
9245 '``fpext .. to``' Instruction
9246 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9247
9248 Syntax:
9249 """""""
9250
9251 ::
9252
9253       <result> = fpext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9254
9255 Overview:
9256 """""""""
9257
9258 The '``fpext``' extends a floating-point ``value`` to a larger floating-point
9259 value.
9260
9261 Arguments:
9262 """"""""""
9263
9264 The '``fpext``' instruction takes a :ref:`floating-point <t_floating>`
9265 ``value`` to cast, and a :ref:`floating-point <t_floating>` type to cast it
9266 to. The source type must be smaller than the destination type.
9267
9268 Semantics:
9269 """"""""""
9270
9271 The '``fpext``' instruction extends the ``value`` from a smaller
9272 :ref:`floating-point <t_floating>` type to a larger :ref:`floating-point
9273 <t_floating>` type. The ``fpext`` cannot be used to make a
9274 *no-op cast* because it always changes bits. Use ``bitcast`` to make a
9275 *no-op cast* for a floating-point cast.
9276
9277 Example:
9278 """"""""
9279
9280 .. code-block:: llvm
9281
9282       %X = fpext float 3.125 to double         ; yields double:3.125000e+00
9283       %Y = fpext double %X to fp128            ; yields fp128:0xL00000000000000004000900000000000
9284
9285 '``fptoui .. to``' Instruction
9286 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9287
9288 Syntax:
9289 """""""
9290
9291 ::
9292
9293       <result> = fptoui <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9294
9295 Overview:
9296 """""""""
9297
9298 The '``fptoui``' converts a floating-point ``value`` to its unsigned
9299 integer equivalent of type ``ty2``.
9300
9301 Arguments:
9302 """"""""""
9303
9304 The '``fptoui``' instruction takes a value to cast, which must be a
9305 scalar or vector :ref:`floating-point <t_floating>` value, and a type to
9306 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
9307 ``ty`` is a vector floating-point type, ``ty2`` must be a vector integer
9308 type with the same number of elements as ``ty``
9309
9310 Semantics:
9311 """"""""""
9312
9313 The '``fptoui``' instruction converts its :ref:`floating-point
9314 <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
9315 unsigned integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the result
9316 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
9317
9318 Example:
9319 """"""""
9320
9321 .. code-block:: llvm
9322
9323       %X = fptoui double 123.0 to i32      ; yields i32:123
9324       %Y = fptoui float 1.0E+300 to i1     ; yields undefined:1
9325       %Z = fptoui float 1.04E+17 to i8     ; yields undefined:1
9326
9327 '``fptosi .. to``' Instruction
9328 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9329
9330 Syntax:
9331 """""""
9332
9333 ::
9334
9335       <result> = fptosi <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9336
9337 Overview:
9338 """""""""
9339
9340 The '``fptosi``' instruction converts :ref:`floating-point <t_floating>`
9341 ``value`` to type ``ty2``.
9342
9343 Arguments:
9344 """"""""""
9345
9346 The '``fptosi``' instruction takes a value to cast, which must be a
9347 scalar or vector :ref:`floating-point <t_floating>` value, and a type to
9348 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
9349 ``ty`` is a vector floating-point type, ``ty2`` must be a vector integer
9350 type with the same number of elements as ``ty``
9351
9352 Semantics:
9353 """"""""""
9354
9355 The '``fptosi``' instruction converts its :ref:`floating-point
9356 <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
9357 signed integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the result
9358 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
9359
9360 Example:
9361 """"""""
9362
9363 .. code-block:: llvm
9364
9365       %X = fptosi double -123.0 to i32      ; yields i32:-123
9366       %Y = fptosi float 1.0E-247 to i1      ; yields undefined:1
9367       %Z = fptosi float 1.04E+17 to i8      ; yields undefined:1
9368
9369 '``uitofp .. to``' Instruction
9370 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9371
9372 Syntax:
9373 """""""
9374
9375 ::
9376
9377       <result> = uitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9378
9379 Overview:
9380 """""""""
9381
9382 The '``uitofp``' instruction regards ``value`` as an unsigned integer
9383 and converts that value to the ``ty2`` type.
9384
9385 Arguments:
9386 """"""""""
9387
9388 The '``uitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
9389 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
9390 ``ty2``, which must be an :ref:`floating-point <t_floating>` type. If
9391 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating-point
9392 type with the same number of elements as ``ty``
9393
9394 Semantics:
9395 """"""""""
9396
9397 The '``uitofp``' instruction interprets its operand as an unsigned
9398 integer quantity and converts it to the corresponding floating-point
9399 value. If the value cannot be exactly represented, it is rounded using
9400 the default rounding mode.
9401
9402
9403 Example:
9404 """"""""
9405
9406 .. code-block:: llvm
9407
9408       %X = uitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
9409       %Y = uitofp i8 -1 to double          ; yields double:255.0
9410
9411 '``sitofp .. to``' Instruction
9412 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9413
9414 Syntax:
9415 """""""
9416
9417 ::
9418
9419       <result> = sitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9420
9421 Overview:
9422 """""""""
9423
9424 The '``sitofp``' instruction regards ``value`` as a signed integer and
9425 converts that value to the ``ty2`` type.
9426
9427 Arguments:
9428 """"""""""
9429
9430 The '``sitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
9431 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
9432 ``ty2``, which must be an :ref:`floating-point <t_floating>` type. If
9433 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating-point
9434 type with the same number of elements as ``ty``
9435
9436 Semantics:
9437 """"""""""
9438
9439 The '``sitofp``' instruction interprets its operand as a signed integer
9440 quantity and converts it to the corresponding floating-point value. If the
9441 value cannot be exactly represented, it is rounded using the default rounding
9442 mode.
9443
9444 Example:
9445 """"""""
9446
9447 .. code-block:: llvm
9448
9449       %X = sitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
9450       %Y = sitofp i8 -1 to double          ; yields double:-1.0
9451
9452 .. _i_ptrtoint:
9453
9454 '``ptrtoint .. to``' Instruction
9455 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9456
9457 Syntax:
9458 """""""
9459
9460 ::
9461
9462       <result> = ptrtoint <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9463
9464 Overview:
9465 """""""""
9466
9467 The '``ptrtoint``' instruction converts the pointer or a vector of
9468 pointers ``value`` to the integer (or vector of integers) type ``ty2``.
9469
9470 Arguments:
9471 """"""""""
9472
9473 The '``ptrtoint``' instruction takes a ``value`` to cast, which must be
9474 a value of type :ref:`pointer <t_pointer>` or a vector of pointers, and a
9475 type to cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` or
9476 a vector of integers type.
9477
9478 Semantics:
9479 """"""""""
9480
9481 The '``ptrtoint``' instruction converts ``value`` to integer type
9482 ``ty2`` by interpreting the pointer value as an integer and either
9483 truncating or zero extending that value to the size of the integer type.
9484 If ``value`` is smaller than ``ty2`` then a zero extension is done. If
9485 ``value`` is larger than ``ty2`` then a truncation is done. If they are
9486 the same size, then nothing is done (*no-op cast*) other than a type
9487 change.
9488
9489 Example:
9490 """"""""
9491
9492 .. code-block:: llvm
9493
9494       %X = ptrtoint i32* %P to i8                         ; yields truncation on 32-bit architecture
9495       %Y = ptrtoint i32* %P to i64                        ; yields zero extension on 32-bit architecture
9496       %Z = ptrtoint <4 x i32*> %P to <4 x i64>; yields vector zero extension for a vector of addresses on 32-bit architecture
9497
9498 .. _i_inttoptr:
9499
9500 '``inttoptr .. to``' Instruction
9501 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9502
9503 Syntax:
9504 """""""
9505
9506 ::
9507
9508       <result> = inttoptr <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9509
9510 Overview:
9511 """""""""
9512
9513 The '``inttoptr``' instruction converts an integer ``value`` to a
9514 pointer type, ``ty2``.
9515
9516 Arguments:
9517 """"""""""
9518
9519 The '``inttoptr``' instruction takes an :ref:`integer <t_integer>` value to
9520 cast, and a type to cast it to, which must be a :ref:`pointer <t_pointer>`
9521 type.
9522
9523 Semantics:
9524 """"""""""
9525
9526 The '``inttoptr``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` by
9527 applying either a zero extension or a truncation depending on the size
9528 of the integer ``value``. If ``value`` is larger than the size of a
9529 pointer then a truncation is done. If ``value`` is smaller than the size
9530 of a pointer then a zero extension is done. If they are the same size,
9531 nothing is done (*no-op cast*).
9532
9533 Example:
9534 """"""""
9535
9536 .. code-block:: llvm
9537
9538       %X = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields zero extension on 64-bit architecture
9539       %Y = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields no-op on 32-bit architecture
9540       %Z = inttoptr i64 0 to i32*            ; yields truncation on 32-bit architecture
9541       %Z = inttoptr <4 x i32> %G to <4 x i8*>; yields truncation of vector G to four pointers
9542
9543 .. _i_bitcast:
9544
9545 '``bitcast .. to``' Instruction
9546 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9547
9548 Syntax:
9549 """""""
9550
9551 ::
9552
9553       <result> = bitcast <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9554
9555 Overview:
9556 """""""""
9557
9558 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` without
9559 changing any bits.
9560
9561 Arguments:
9562 """"""""""
9563
9564 The '``bitcast``' instruction takes a value to cast, which must be a
9565 non-aggregate first class value, and a type to cast it to, which must
9566 also be a non-aggregate :ref:`first class <t_firstclass>` type. The
9567 bit sizes of ``value`` and the destination type, ``ty2``, must be
9568 identical. If the source type is a pointer, the destination type must
9569 also be a pointer of the same size. This instruction supports bitwise
9570 conversion of vectors to integers and to vectors of other types (as
9571 long as they have the same size).
9572
9573 Semantics:
9574 """"""""""
9575
9576 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2``. It
9577 is always a *no-op cast* because no bits change with this
9578 conversion. The conversion is done as if the ``value`` had been stored
9579 to memory and read back as type ``ty2``. Pointer (or vector of
9580 pointers) types may only be converted to other pointer (or vector of
9581 pointers) types with the same address space through this instruction.
9582 To convert pointers to other types, use the :ref:`inttoptr <i_inttoptr>`
9583 or :ref:`ptrtoint <i_ptrtoint>` instructions first.
9584
9585 Example:
9586 """"""""
9587
9588 .. code-block:: text
9589
9590       %X = bitcast i8 255 to i8              ; yields i8 :-1
9591       %Y = bitcast i32* %x to sint*          ; yields sint*:%x
9592       %Z = bitcast <2 x int> %V to i64;        ; yields i64: %V
9593       %Z = bitcast <2 x i32*> %V to <2 x i64*> ; yields <2 x i64*>
9594
9595 .. _i_addrspacecast:
9596
9597 '``addrspacecast .. to``' Instruction
9598 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9599
9600 Syntax:
9601 """""""
9602
9603 ::
9604
9605       <result> = addrspacecast <pty> <ptrval> to <pty2>       ; yields pty2
9606
9607 Overview:
9608 """""""""
9609
9610 The '``addrspacecast``' instruction converts ``ptrval`` from ``pty`` in
9611 address space ``n`` to type ``pty2`` in address space ``m``.
9612
9613 Arguments:
9614 """"""""""
9615
9616 The '``addrspacecast``' instruction takes a pointer or vector of pointer value
9617 to cast and a pointer type to cast it to, which must have a different
9618 address space.
9619
9620 Semantics:
9621 """"""""""
9622
9623 The '``addrspacecast``' instruction converts the pointer value
9624 ``ptrval`` to type ``pty2``. It can be a *no-op cast* or a complex
9625 value modification, depending on the target and the address space
9626 pair. Pointer conversions within the same address space must be
9627 performed with the ``bitcast`` instruction. Note that if the address space
9628 conversion is legal then both result and operand refer to the same memory
9629 location.
9630
9631 Example:
9632 """"""""
9633
9634 .. code-block:: llvm
9635
9636       %X = addrspacecast i32* %x to i32 addrspace(1)*    ; yields i32 addrspace(1)*:%x
9637       %Y = addrspacecast i32 addrspace(1)* %y to i64 addrspace(2)*    ; yields i64 addrspace(2)*:%y
9638       %Z = addrspacecast <4 x i32*> %z to <4 x float addrspace(3)*>   ; yields <4 x float addrspace(3)*>:%z
9639
9640 .. _otherops:
9641
9642 Other Operations
9643 ----------------
9644
9645 The instructions in this category are the "miscellaneous" instructions,
9646 which defy better classification.
9647
9648 .. _i_icmp:
9649
9650 '``icmp``' Instruction
9651 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9652
9653 Syntax:
9654 """""""
9655
9656 ::
9657
9658       <result> = icmp <cond> <ty> <op1>, <op2>   ; yields i1 or <N x i1>:result
9659
9660 Overview:
9661 """""""""
9662
9663 The '``icmp``' instruction returns a boolean value or a vector of
9664 boolean values based on comparison of its two integer, integer vector,
9665 pointer, or pointer vector operands.
9666
9667 Arguments:
9668 """"""""""
9669
9670 The '``icmp``' instruction takes three operands. The first operand is
9671 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
9672 not a value, just a keyword. The possible condition codes are:
9673
9674 #. ``eq``: equal
9675 #. ``ne``: not equal
9676 #. ``ugt``: unsigned greater than
9677 #. ``uge``: unsigned greater or equal
9678 #. ``ult``: unsigned less than
9679 #. ``ule``: unsigned less or equal
9680 #. ``sgt``: signed greater than
9681 #. ``sge``: signed greater or equal
9682 #. ``slt``: signed less than
9683 #. ``sle``: signed less or equal
9684
9685 The remaining two arguments must be :ref:`integer <t_integer>` or
9686 :ref:`pointer <t_pointer>` or integer :ref:`vector <t_vector>` typed. They
9687 must also be identical types.
9688
9689 Semantics:
9690 """"""""""
9691
9692 The '``icmp``' compares ``op1`` and ``op2`` according to the condition
9693 code given as ``cond``. The comparison performed always yields either an
9694 :ref:`i1 <t_integer>` or vector of ``i1`` result, as follows:
9695
9696 #. ``eq``: yields ``true`` if the operands are equal, ``false``
9697    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
9698 #. ``ne``: yields ``true`` if the operands are unequal, ``false``
9699    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
9700 #. ``ugt``: interprets the operands as unsigned values and yields
9701    ``true`` if ``op1`` is greater than ``op2``.
9702 #. ``uge``: interprets the operands as unsigned values and yields
9703    ``true`` if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
9704 #. ``ult``: interprets the operands as unsigned values and yields
9705    ``true`` if ``op1`` is less than ``op2``.
9706 #. ``ule``: interprets the operands as unsigned values and yields
9707    ``true`` if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
9708 #. ``sgt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9709    if ``op1`` is greater than ``op2``.
9710 #. ``sge``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9711    if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
9712 #. ``slt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9713    if ``op1`` is less than ``op2``.
9714 #. ``sle``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9715    if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
9716
9717 If the operands are :ref:`pointer <t_pointer>` typed, the pointer values
9718 are compared as if they were integers.
9719
9720 If the operands are integer vectors, then they are compared element by
9721 element. The result is an ``i1`` vector with the same number of elements
9722 as the values being compared. Otherwise, the result is an ``i1``.
9723
9724 Example:
9725 """"""""
9726
9727 .. code-block:: text
9728
9729       <result> = icmp eq i32 4, 5          ; yields: result=false
9730       <result> = icmp ne float* %X, %X     ; yields: result=false
9731       <result> = icmp ult i16  4, 5        ; yields: result=true
9732       <result> = icmp sgt i16  4, 5        ; yields: result=false
9733       <result> = icmp ule i16 -4, 5        ; yields: result=false
9734       <result> = icmp sge i16  4, 5        ; yields: result=false
9735
9736 .. _i_fcmp:
9737
9738 '``fcmp``' Instruction
9739 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9740
9741 Syntax:
9742 """""""
9743
9744 ::
9745
9746       <result> = fcmp [fast-math flags]* <cond> <ty> <op1>, <op2>     ; yields i1 or <N x i1>:result
9747
9748 Overview:
9749 """""""""
9750
9751 The '``fcmp``' instruction returns a boolean value or vector of boolean
9752 values based on comparison of its operands.
9753
9754 If the operands are floating-point scalars, then the result type is a
9755 boolean (:ref:`i1 <t_integer>`).
9756
9757 If the operands are floating-point vectors, then the result type is a
9758 vector of boolean with the same number of elements as the operands being
9759 compared.
9760
9761 Arguments:
9762 """"""""""
9763
9764 The '``fcmp``' instruction takes three operands. The first operand is
9765 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
9766 not a value, just a keyword. The possible condition codes are:
9767
9768 #. ``false``: no comparison, always returns false
9769 #. ``oeq``: ordered and equal
9770 #. ``ogt``: ordered and greater than
9771 #. ``oge``: ordered and greater than or equal
9772 #. ``olt``: ordered and less than
9773 #. ``ole``: ordered and less than or equal
9774 #. ``one``: ordered and not equal
9775 #. ``ord``: ordered (no nans)
9776 #. ``ueq``: unordered or equal
9777 #. ``ugt``: unordered or greater than
9778 #. ``uge``: unordered or greater than or equal
9779 #. ``ult``: unordered or less than
9780 #. ``ule``: unordered or less than or equal
9781 #. ``une``: unordered or not equal
9782 #. ``uno``: unordered (either nans)
9783 #. ``true``: no comparison, always returns true
9784
9785 *Ordered* means that neither operand is a QNAN while *unordered* means
9786 that either operand may be a QNAN.
9787
9788 Each of ``val1`` and ``val2`` arguments must be either a :ref:`floating-point
9789 <t_floating>` type or a :ref:`vector <t_vector>` of floating-point type.
9790 They must have identical types.
9791
9792 Semantics:
9793 """"""""""
9794
9795 The '``fcmp``' instruction compares ``op1`` and ``op2`` according to the
9796 condition code given as ``cond``. If the operands are vectors, then the
9797 vectors are compared element by element. Each comparison performed
9798 always yields an :ref:`i1 <t_integer>` result, as follows:
9799
9800 #. ``false``: always yields ``false``, regardless of operands.
9801 #. ``oeq``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9802    is equal to ``op2``.
9803 #. ``ogt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9804    is greater than ``op2``.
9805 #. ``oge``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9806    is greater than or equal to ``op2``.
9807 #. ``olt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9808    is less than ``op2``.
9809 #. ``ole``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9810    is less than or equal to ``op2``.
9811 #. ``one``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9812    is not equal to ``op2``.
9813 #. ``ord``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN.
9814 #. ``ueq``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
9815    equal to ``op2``.
9816 #. ``ugt``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
9817    greater than ``op2``.
9818 #. ``uge``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
9819    greater than or equal to ``op2``.
9820 #. ``ult``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
9821    less than ``op2``.
9822 #. ``ule``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
9823    less than or equal to ``op2``.
9824 #. ``une``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
9825    not equal to ``op2``.
9826 #. ``uno``: yields ``true`` if either operand is a QNAN.
9827 #. ``true``: always yields ``true``, regardless of operands.
9828
9829 The ``fcmp`` instruction can also optionally take any number of
9830 :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable
9831 otherwise unsafe floating-point optimizations.
9832
9833 Any set of fast-math flags are legal on an ``fcmp`` instruction, but the
9834 only flags that have any effect on its semantics are those that allow
9835 assumptions to be made about the values of input arguments; namely
9836 ``nnan``, ``ninf``, and ``reassoc``. See :ref:`fastmath` for more information.
9837
9838 Example:
9839 """"""""
9840
9841 .. code-block:: text
9842
9843       <result> = fcmp oeq float 4.0, 5.0    ; yields: result=false
9844       <result> = fcmp one float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
9845       <result> = fcmp olt float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
9846       <result> = fcmp ueq double 1.0, 2.0   ; yields: result=false
9847
9848 .. _i_phi:
9849
9850 '``phi``' Instruction
9851 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9852
9853 Syntax:
9854 """""""
9855
9856 ::
9857
9858       <result> = phi <ty> [ <val0>, <label0>], ...
9859
9860 Overview:
9861 """""""""
9862
9863 The '``phi``' instruction is used to implement the Ï† node in the SSA
9864 graph representing the function.
9865
9866 Arguments:
9867 """"""""""
9868
9869 The type of the incoming values is specified with the first type field.
9870 After this, the '``phi``' instruction takes a list of pairs as
9871 arguments, with one pair for each predecessor basic block of the current
9872 block. Only values of :ref:`first class <t_firstclass>` type may be used as
9873 the value arguments to the PHI node. Only labels may be used as the
9874 label arguments.
9875
9876 There must be no non-phi instructions between the start of a basic block
9877 and the PHI instructions: i.e. PHI instructions must be first in a basic
9878 block.
9879
9880 For the purposes of the SSA form, the use of each incoming value is
9881 deemed to occur on the edge from the corresponding predecessor block to
9882 the current block (but after any definition of an '``invoke``'
9883 instruction's return value on the same edge).
9884
9885 Semantics:
9886 """"""""""
9887
9888 At runtime, the '``phi``' instruction logically takes on the value
9889 specified by the pair corresponding to the predecessor basic block that
9890 executed just prior to the current block.
9891
9892 Example:
9893 """"""""
9894
9895 .. code-block:: llvm
9896
9897     Loop:       ; Infinite loop that counts from 0 on up...
9898       %indvar = phi i32 [ 0, %LoopHeader ], [ %nextindvar, %Loop ]
9899       %nextindvar = add i32 %indvar, 1
9900       br label %Loop
9901
9902 .. _i_select:
9903
9904 '``select``' Instruction
9905 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9906
9907 Syntax:
9908 """""""
9909
9910 ::
9911
9912       <result> = select selty <cond>, <ty> <val1>, <ty> <val2>             ; yields ty
9913
9914       selty is either i1 or {<N x i1>}
9915
9916 Overview:
9917 """""""""
9918
9919 The '``select``' instruction is used to choose one value based on a
9920 condition, without IR-level branching.
9921
9922 Arguments:
9923 """"""""""
9924
9925 The '``select``' instruction requires an 'i1' value or a vector of 'i1'
9926 values indicating the condition, and two values of the same :ref:`first
9927 class <t_firstclass>` type.
9928
9929 Semantics:
9930 """"""""""
9931
9932 If the condition is an i1 and it evaluates to 1, the instruction returns
9933 the first value argument; otherwise, it returns the second value
9934 argument.
9935
9936 If the condition is a vector of i1, then the value arguments must be
9937 vectors of the same size, and the selection is done element by element.
9938
9939 If the condition is an i1 and the value arguments are vectors of the
9940 same size, then an entire vector is selected.
9941
9942 Example:
9943 """"""""
9944
9945 .. code-block:: llvm
9946
9947       %X = select i1 true, i8 17, i8 42          ; yields i8:17
9948
9949 .. _i_call:
9950
9951 '``call``' Instruction
9952 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9953
9954 Syntax:
9955 """""""
9956
9957 ::
9958
9959       <result> = [tail | musttail | notail ] call [fast-math flags] [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)]
9960                  [<ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs] [ operand bundles ]
9961
9962 Overview:
9963 """""""""
9964
9965 The '``call``' instruction represents a simple function call.
9966
9967 Arguments:
9968 """"""""""
9969
9970 This instruction requires several arguments:
9971
9972 #. The optional ``tail`` and ``musttail`` markers indicate that the optimizers
9973    should perform tail call optimization. The ``tail`` marker is a hint that
9974    `can be ignored <CodeGenerator.html#sibcallopt>`_. The ``musttail`` marker
9975    means that the call must be tail call optimized in order for the program to
9976    be correct. The ``musttail`` marker provides these guarantees:
9977
9978    #. The call will not cause unbounded stack growth if it is part of a
9979       recursive cycle in the call graph.
9980    #. Arguments with the :ref:`inalloca <attr_inalloca>` attribute are
9981       forwarded in place.
9982
9983    Both markers imply that the callee does not access allocas from the caller.
9984    The ``tail`` marker additionally implies that the callee does not access
9985    varargs from the caller, while ``musttail`` implies that varargs from the
9986    caller are passed to the callee. Calls marked ``musttail`` must obey the
9987    following additional  rules:
9988
9989    - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction,
9990      or a pointer bitcast followed by a ret instruction.
9991    - The ret instruction must return the (possibly bitcasted) value
9992      produced by the call or void.
9993    - The caller and callee prototypes must match. Pointer types of
9994      parameters or return types may differ in pointee type, but not
9995      in address space.
9996    - The calling conventions of the caller and callee must match.
9997    - All ABI-impacting function attributes, such as sret, byval, inreg,
9998      returned, and inalloca, must match.
9999    - The callee must be varargs iff the caller is varargs. Bitcasting a
10000      non-varargs function to the appropriate varargs type is legal so
10001      long as the non-varargs prefixes obey the other rules.
10002
10003    Tail call optimization for calls marked ``tail`` is guaranteed to occur if
10004    the following conditions are met:
10005
10006    -  Caller and callee both have the calling convention ``fastcc``.
10007    -  The call is in tail position (ret immediately follows call and ret
10008       uses value of call or is void).
10009    -  Option ``-tailcallopt`` is enabled, or
10010       ``llvm::GuaranteedTailCallOpt`` is ``true``.
10011    -  `Platform-specific constraints are
10012       met. <CodeGenerator.html#tailcallopt>`_
10013
10014 #. The optional ``notail`` marker indicates that the optimizers should not add
10015    ``tail`` or ``musttail`` markers to the call. It is used to prevent tail
10016    call optimization from being performed on the call.
10017
10018 #. The optional ``fast-math flags`` marker indicates that the call has one or more
10019    :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable
10020    otherwise unsafe floating-point optimizations. Fast-math flags are only valid
10021    for calls that return a floating-point scalar or vector type.
10022
10023 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
10024    convention <callingconv>` the call should use. If none is
10025    specified, the call defaults to using C calling conventions. The
10026    calling convention of the call must match the calling convention of
10027    the target function, or else the behavior is undefined.
10028 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
10029    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
10030    are valid here.
10031 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
10032    of the called function. If it is not specified, the program address space
10033    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
10034 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
10035    type of the return value. Functions that return no value are marked
10036    ``void``.
10037 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being called. The
10038    argument types must match the types implied by this signature. This
10039    type can be omitted if the function is not varargs.
10040 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
10041    be called. In most cases, this is a direct function call, but
10042    indirect ``call``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
10043    to function value.
10044 #. '``function args``': argument list whose types match the function
10045    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
10046    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
10047    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
10048    extra arguments can be specified.
10049 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
10050 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
10051
10052 Semantics:
10053 """"""""""
10054
10055 The '``call``' instruction is used to cause control flow to transfer to
10056 a specified function, with its incoming arguments bound to the specified
10057 values. Upon a '``ret``' instruction in the called function, control
10058 flow continues with the instruction after the function call, and the
10059 return value of the function is bound to the result argument.
10060
10061 Example:
10062 """"""""
10063
10064 .. code-block:: llvm
10065
10066       %retval = call i32 @test(i32 %argc)
10067       call i32 (i8*, ...)* @printf(i8* %msg, i32 12, i8 42)        ; yields i32
10068       %X = tail call i32 @foo()                                    ; yields i32
10069       %Y = tail call fastcc i32 @foo()  ; yields i32
10070       call void %foo(i8 97 signext)
10071
10072       %struct.A = type { i32, i8 }
10073       %r = call %struct.A @foo()                        ; yields { i32, i8 }
10074       %gr = extractvalue %struct.A %r, 0                ; yields i32
10075       %gr1 = extractvalue %struct.A %r, 1               ; yields i8
10076       %Z = call void @foo() noreturn                    ; indicates that %foo never returns normally
10077       %ZZ = call zeroext i32 @bar()                     ; Return value is %zero extended
10078
10079 llvm treats calls to some functions with names and arguments that match
10080 the standard C99 library as being the C99 library functions, and may
10081 perform optimizations or generate code for them under that assumption.
10082 This is something we'd like to change in the future to provide better
10083 support for freestanding environments and non-C-based languages.
10084
10085 .. _i_va_arg:
10086
10087 '``va_arg``' Instruction
10088 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10089
10090 Syntax:
10091 """""""
10092
10093 ::
10094
10095       <resultval> = va_arg <va_list*> <arglist>, <argty>
10096
10097 Overview:
10098 """""""""
10099
10100 The '``va_arg``' instruction is used to access arguments passed through
10101 the "variable argument" area of a function call. It is used to implement
10102 the ``va_arg`` macro in C.
10103
10104 Arguments:
10105 """"""""""
10106
10107 This instruction takes a ``va_list*`` value and the type of the
10108 argument. It returns a value of the specified argument type and
10109 increments the ``va_list`` to point to the next argument. The actual
10110 type of ``va_list`` is target specific.
10111
10112 Semantics:
10113 """"""""""
10114
10115 The '``va_arg``' instruction loads an argument of the specified type
10116 from the specified ``va_list`` and causes the ``va_list`` to point to
10117 the next argument. For more information, see the variable argument
10118 handling :ref:`Intrinsic Functions <int_varargs>`.
10119
10120 It is legal for this instruction to be called in a function which does
10121 not take a variable number of arguments, for example, the ``vfprintf``
10122 function.
10123
10124 ``va_arg`` is an LLVM instruction instead of an :ref:`intrinsic
10125 function <intrinsics>` because it takes a type as an argument.
10126
10127 Example:
10128 """"""""
10129
10130 See the :ref:`variable argument processing <int_varargs>` section.
10131
10132 Note that the code generator does not yet fully support va\_arg on many
10133 targets. Also, it does not currently support va\_arg with aggregate
10134 types on any target.
10135
10136 .. _i_landingpad:
10137
10138 '``landingpad``' Instruction
10139 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10140
10141 Syntax:
10142 """""""
10143
10144 ::
10145
10146       <resultval> = landingpad <resultty> <clause>+
10147       <resultval> = landingpad <resultty> cleanup <clause>*
10148
10149       <clause> := catch <type> <value>
10150       <clause> := filter <array constant type> <array constant>
10151
10152 Overview:
10153 """""""""
10154
10155 The '``landingpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10156 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10157 is a landing pad --- one where the exception lands, and corresponds to the
10158 code found in the ``catch`` portion of a ``try``/``catch`` sequence. It
10159 defines values supplied by the :ref:`personality function <personalityfn>` upon
10160 re-entry to the function. The ``resultval`` has the type ``resultty``.
10161
10162 Arguments:
10163 """"""""""
10164
10165 The optional
10166 ``cleanup`` flag indicates that the landing pad block is a cleanup.
10167
10168 A ``clause`` begins with the clause type --- ``catch`` or ``filter`` --- and
10169 contains the global variable representing the "type" that may be caught
10170 or filtered respectively. Unlike the ``catch`` clause, the ``filter``
10171 clause takes an array constant as its argument. Use
10172 "``[0 x i8**] undef``" for a filter which cannot throw. The
10173 '``landingpad``' instruction must contain *at least* one ``clause`` or
10174 the ``cleanup`` flag.
10175
10176 Semantics:
10177 """"""""""
10178
10179 The '``landingpad``' instruction defines the values which are set by the
10180 :ref:`personality function <personalityfn>` upon re-entry to the function, and
10181 therefore the "result type" of the ``landingpad`` instruction. As with
10182 calling conventions, how the personality function results are
10183 represented in LLVM IR is target specific.
10184
10185 The clauses are applied in order from top to bottom. If two
10186 ``landingpad`` instructions are merged together through inlining, the
10187 clauses from the calling function are appended to the list of clauses.
10188 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
10189 the exception is compared against each ``clause`` in turn. If it doesn't
10190 match any of the clauses, and the ``cleanup`` flag is not set, then
10191 unwinding continues further up the call stack.
10192
10193 The ``landingpad`` instruction has several restrictions:
10194
10195 -  A landing pad block is a basic block which is the unwind destination
10196    of an '``invoke``' instruction.
10197 -  A landing pad block must have a '``landingpad``' instruction as its
10198    first non-PHI instruction.
10199 -  There can be only one '``landingpad``' instruction within the landing
10200    pad block.
10201 -  A basic block that is not a landing pad block may not include a
10202    '``landingpad``' instruction.
10203
10204 Example:
10205 """"""""
10206
10207 .. code-block:: llvm
10208
10209       ;; A landing pad which can catch an integer.
10210       %res = landingpad { i8*, i32 }
10211                catch i8** @_ZTIi
10212       ;; A landing pad that is a cleanup.
10213       %res = landingpad { i8*, i32 }
10214                cleanup
10215       ;; A landing pad which can catch an integer and can only throw a double.
10216       %res = landingpad { i8*, i32 }
10217                catch i8** @_ZTIi
10218                filter [1 x i8**] [@_ZTId]
10219
10220 .. _i_catchpad:
10221
10222 '``catchpad``' Instruction
10223 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10224
10225 Syntax:
10226 """""""
10227
10228 ::
10229
10230       <resultval> = catchpad within <catchswitch> [<args>*]
10231
10232 Overview:
10233 """""""""
10234
10235 The '``catchpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10236 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10237 begins a catch handler --- one where a personality routine attempts to transfer
10238 control to catch an exception.
10239
10240 Arguments:
10241 """"""""""
10242
10243 The ``catchswitch`` operand must always be a token produced by a
10244 :ref:`catchswitch <i_catchswitch>` instruction in a predecessor block. This
10245 ensures that each ``catchpad`` has exactly one predecessor block, and it always
10246 terminates in a ``catchswitch``.
10247
10248 The ``args`` correspond to whatever information the personality routine
10249 requires to know if this is an appropriate handler for the exception. Control
10250 will transfer to the ``catchpad`` if this is the first appropriate handler for
10251 the exception.
10252
10253 The ``resultval`` has the type :ref:`token <t_token>` and is used to match the
10254 ``catchpad`` to corresponding :ref:`catchrets <i_catchret>` and other nested EH
10255 pads.
10256
10257 Semantics:
10258 """"""""""
10259
10260 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown, the
10261 exception is compared against the ``args``. If it doesn't match, control will
10262 not reach the ``catchpad`` instruction.  The representation of ``args`` is
10263 entirely target and personality function-specific.
10264
10265 Like the :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction, the ``catchpad``
10266 instruction must be the first non-phi of its parent basic block.
10267
10268 The meaning of the tokens produced and consumed by ``catchpad`` and other "pad"
10269 instructions is described in the
10270 `Windows exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh>`_.
10271
10272 When a ``catchpad`` has been "entered" but not yet "exited" (as
10273 described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
10274 it is undefined behavior to execute a :ref:`call <i_call>` or :ref:`invoke <i_invoke>`
10275 that does not carry an appropriate :ref:`"funclet" bundle <ob_funclet>`.
10276
10277 Example:
10278 """"""""
10279
10280 .. code-block:: text
10281
10282     dispatch:
10283       %cs = catchswitch within none [label %handler0] unwind to caller
10284       ;; A catch block which can catch an integer.
10285     handler0:
10286       %tok = catchpad within %cs [i8** @_ZTIi]
10287
10288 .. _i_cleanuppad:
10289
10290 '``cleanuppad``' Instruction
10291 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10292
10293 Syntax:
10294 """""""
10295
10296 ::
10297
10298       <resultval> = cleanuppad within <parent> [<args>*]
10299
10300 Overview:
10301 """""""""
10302
10303 The '``cleanuppad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10304 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10305 is a cleanup block --- one where a personality routine attempts to
10306 transfer control to run cleanup actions.
10307 The ``args`` correspond to whatever additional
10308 information the :ref:`personality function <personalityfn>` requires to
10309 execute the cleanup.
10310 The ``resultval`` has the type :ref:`token <t_token>` and is used to
10311 match the ``cleanuppad`` to corresponding :ref:`cleanuprets <i_cleanupret>`.
10312 The ``parent`` argument is the token of the funclet that contains the
10313 ``cleanuppad`` instruction. If the ``cleanuppad`` is not inside a funclet,
10314 this operand may be the token ``none``.
10315
10316 Arguments:
10317 """"""""""
10318
10319 The instruction takes a list of arbitrary values which are interpreted
10320 by the :ref:`personality function <personalityfn>`.
10321
10322 Semantics:
10323 """"""""""
10324
10325 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
10326 the :ref:`personality function <personalityfn>` transfers control to the
10327 ``cleanuppad`` with the aid of the personality-specific arguments.
10328 As with calling conventions, how the personality function results are
10329 represented in LLVM IR is target specific.
10330
10331 The ``cleanuppad`` instruction has several restrictions:
10332
10333 -  A cleanup block is a basic block which is the unwind destination of
10334    an exceptional instruction.
10335 -  A cleanup block must have a '``cleanuppad``' instruction as its
10336    first non-PHI instruction.
10337 -  There can be only one '``cleanuppad``' instruction within the
10338    cleanup block.
10339 -  A basic block that is not a cleanup block may not include a
10340    '``cleanuppad``' instruction.
10341
10342 When a ``cleanuppad`` has been "entered" but not yet "exited" (as
10343 described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
10344 it is undefined behavior to execute a :ref:`call <i_call>` or :ref:`invoke <i_invoke>`
10345 that does not carry an appropriate :ref:`"funclet" bundle <ob_funclet>`.
10346
10347 Example:
10348 """"""""
10349
10350 .. code-block:: text
10351
10352       %tok = cleanuppad within %cs []
10353
10354 .. _intrinsics:
10355
10356 Intrinsic Functions
10357 ===================
10358
10359 LLVM supports the notion of an "intrinsic function". These functions
10360 have well known names and semantics and are required to follow certain
10361 restrictions. Overall, these intrinsics represent an extension mechanism
10362 for the LLVM language that does not require changing all of the
10363 transformations in LLVM when adding to the language (or the bitcode
10364 reader/writer, the parser, etc...).
10365
10366 Intrinsic function names must all start with an "``llvm.``" prefix. This
10367 prefix is reserved in LLVM for intrinsic names; thus, function names may
10368 not begin with this prefix. Intrinsic functions must always be external
10369 functions: you cannot define the body of intrinsic functions. Intrinsic
10370 functions may only be used in call or invoke instructions: it is illegal
10371 to take the address of an intrinsic function. Additionally, because
10372 intrinsic functions are part of the LLVM language, it is required if any
10373 are added that they be documented here.
10374
10375 Some intrinsic functions can be overloaded, i.e., the intrinsic
10376 represents a family of functions that perform the same operation but on
10377 different data types. Because LLVM can represent over 8 million
10378 different integer types, overloading is used commonly to allow an
10379 intrinsic function to operate on any integer type. One or more of the
10380 argument types or the result type can be overloaded to accept any
10381 integer type. Argument types may also be defined as exactly matching a
10382 previous argument's type or the result type. This allows an intrinsic
10383 function which accepts multiple arguments, but needs all of them to be
10384 of the same type, to only be overloaded with respect to a single
10385 argument or the result.
10386
10387 Overloaded intrinsics will have the names of its overloaded argument
10388 types encoded into its function name, each preceded by a period. Only
10389 those types which are overloaded result in a name suffix. Arguments
10390 whose type is matched against another type do not. For example, the
10391 ``llvm.ctpop`` function can take an integer of any width and returns an
10392 integer of exactly the same integer width. This leads to a family of
10393 functions such as ``i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %val)`` and
10394 ``i29 @llvm.ctpop.i29(i29 %val)``. Only one type, the return type, is
10395 overloaded, and only one type suffix is required. Because the argument's
10396 type is matched against the return type, it does not require its own
10397 name suffix.
10398
10399 To learn how to add an intrinsic function, please see the `Extending
10400 LLVM Guide <ExtendingLLVM.html>`_.
10401
10402 .. _int_varargs:
10403
10404 Variable Argument Handling Intrinsics
10405 -------------------------------------
10406
10407 Variable argument support is defined in LLVM with the
10408 :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and these three intrinsic
10409 functions. These functions are related to the similarly named macros
10410 defined in the ``<stdarg.h>`` header file.
10411
10412 All of these functions operate on arguments that use a target-specific
10413 value type "``va_list``". The LLVM assembly language reference manual
10414 does not define what this type is, so all transformations should be
10415 prepared to handle these functions regardless of the type used.
10416
10417 This example shows how the :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and the
10418 variable argument handling intrinsic functions are used.
10419
10420 .. code-block:: llvm
10421
10422     ; This struct is different for every platform. For most platforms,
10423     ; it is merely an i8*.
10424     %struct.va_list = type { i8* }
10425
10426     ; For Unix x86_64 platforms, va_list is the following struct:
10427     ; %struct.va_list = type { i32, i32, i8*, i8* }
10428
10429     define i32 @test(i32 %X, ...) {
10430       ; Initialize variable argument processing
10431       %ap = alloca %struct.va_list
10432       %ap2 = bitcast %struct.va_list* %ap to i8*
10433       call void @llvm.va_start(i8* %ap2)
10434
10435       ; Read a single integer argument
10436       %tmp = va_arg i8* %ap2, i32
10437
10438       ; Demonstrate usage of llvm.va_copy and llvm.va_end
10439       %aq = alloca i8*
10440       %aq2 = bitcast i8** %aq to i8*
10441       call void @llvm.va_copy(i8* %aq2, i8* %ap2)
10442       call void @llvm.va_end(i8* %aq2)
10443
10444       ; Stop processing of arguments.
10445       call void @llvm.va_end(i8* %ap2)
10446       ret i32 %tmp
10447     }
10448
10449     declare void @llvm.va_start(i8*)
10450     declare void @llvm.va_copy(i8*, i8*)
10451     declare void @llvm.va_end(i8*)
10452
10453 .. _int_va_start:
10454
10455 '``llvm.va_start``' Intrinsic
10456 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10457
10458 Syntax:
10459 """""""
10460
10461 ::
10462
10463       declare void @llvm.va_start(i8* <arglist>)
10464
10465 Overview:
10466 """""""""
10467
10468 The '``llvm.va_start``' intrinsic initializes ``*<arglist>`` for
10469 subsequent use by ``va_arg``.
10470
10471 Arguments:
10472 """"""""""
10473
10474 The argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
10475
10476 Semantics:
10477 """"""""""
10478
10479 The '``llvm.va_start``' intrinsic works just like the ``va_start`` macro
10480 available in C. In a target-dependent way, it initializes the
10481 ``va_list`` element to which the argument points, so that the next call
10482 to ``va_arg`` will produce the first variable argument passed to the
10483 function. Unlike the C ``va_start`` macro, this intrinsic does not need
10484 to know the last argument of the function as the compiler can figure
10485 that out.
10486
10487 '``llvm.va_end``' Intrinsic
10488 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10489
10490 Syntax:
10491 """""""
10492
10493 ::
10494
10495       declare void @llvm.va_end(i8* <arglist>)
10496
10497 Overview:
10498 """""""""
10499
10500 The '``llvm.va_end``' intrinsic destroys ``*<arglist>``, which has been
10501 initialized previously with ``llvm.va_start`` or ``llvm.va_copy``.
10502
10503 Arguments:
10504 """"""""""
10505
10506 The argument is a pointer to a ``va_list`` to destroy.
10507
10508 Semantics:
10509 """"""""""
10510
10511 The '``llvm.va_end``' intrinsic works just like the ``va_end`` macro
10512 available in C. In a target-dependent way, it destroys the ``va_list``
10513 element to which the argument points. Calls to
10514 :ref:`llvm.va_start <int_va_start>` and
10515 :ref:`llvm.va_copy <int_va_copy>` must be matched exactly with calls to
10516 ``llvm.va_end``.
10517
10518 .. _int_va_copy:
10519
10520 '``llvm.va_copy``' Intrinsic
10521 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10522
10523 Syntax:
10524 """""""
10525
10526 ::
10527
10528       declare void @llvm.va_copy(i8* <destarglist>, i8* <srcarglist>)
10529
10530 Overview:
10531 """""""""
10532
10533 The '``llvm.va_copy``' intrinsic copies the current argument position
10534 from the source argument list to the destination argument list.
10535
10536 Arguments:
10537 """"""""""
10538
10539 The first argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
10540 The second argument is a pointer to a ``va_list`` element to copy from.
10541
10542 Semantics:
10543 """"""""""
10544
10545 The '``llvm.va_copy``' intrinsic works just like the ``va_copy`` macro
10546 available in C. In a target-dependent way, it copies the source
10547 ``va_list`` element into the destination ``va_list`` element. This
10548 intrinsic is necessary because the `` llvm.va_start`` intrinsic may be
10549 arbitrarily complex and require, for example, memory allocation.
10550
10551 Accurate Garbage Collection Intrinsics
10552 --------------------------------------
10553
10554 LLVM's support for `Accurate Garbage Collection <GarbageCollection.html>`_
10555 (GC) requires the frontend to generate code containing appropriate intrinsic
10556 calls and select an appropriate GC strategy which knows how to lower these
10557 intrinsics in a manner which is appropriate for the target collector.
10558
10559 These intrinsics allow identification of :ref:`GC roots on the
10560 stack <int_gcroot>`, as well as garbage collector implementations that
10561 require :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers.
10562 Frontends for type-safe garbage collected languages should generate
10563 these intrinsics to make use of the LLVM garbage collectors. For more
10564 details, see `Garbage Collection with LLVM <GarbageCollection.html>`_.
10565
10566 Experimental Statepoint Intrinsics
10567 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10568
10569 LLVM provides an second experimental set of intrinsics for describing garbage
10570 collection safepoints in compiled code. These intrinsics are an alternative
10571 to the ``llvm.gcroot`` intrinsics, but are compatible with the ones for
10572 :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers. The
10573 differences in approach are covered in the `Garbage Collection with LLVM
10574 <GarbageCollection.html>`_ documentation. The intrinsics themselves are
10575 described in :doc:`Statepoints`.
10576
10577 .. _int_gcroot:
10578
10579 '``llvm.gcroot``' Intrinsic
10580 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10581
10582 Syntax:
10583 """""""
10584
10585 ::
10586
10587       declare void @llvm.gcroot(i8** %ptrloc, i8* %metadata)
10588
10589 Overview:
10590 """""""""
10591
10592 The '``llvm.gcroot``' intrinsic declares the existence of a GC root to
10593 the code generator, and allows some metadata to be associated with it.
10594
10595 Arguments:
10596 """"""""""
10597
10598 The first argument specifies the address of a stack object that contains
10599 the root pointer. The second pointer (which must be either a constant or
10600 a global value address) contains the meta-data to be associated with the
10601 root.
10602
10603 Semantics:
10604 """"""""""
10605
10606 At runtime, a call to this intrinsic stores a null pointer into the
10607 "ptrloc" location. At compile-time, the code generator generates
10608 information to allow the runtime to find the pointer at GC safe points.
10609 The '``llvm.gcroot``' intrinsic may only be used in a function which
10610 :ref:`specifies a GC algorithm <gc>`.
10611
10612 .. _int_gcread:
10613
10614 '``llvm.gcread``' Intrinsic
10615 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10616
10617 Syntax:
10618 """""""
10619
10620 ::
10621
10622       declare i8* @llvm.gcread(i8* %ObjPtr, i8** %Ptr)
10623
10624 Overview:
10625 """""""""
10626
10627 The '``llvm.gcread``' intrinsic identifies reads of references from heap
10628 locations, allowing garbage collector implementations that require read
10629 barriers.
10630
10631 Arguments:
10632 """"""""""
10633
10634 The second argument is the address to read from, which should be an
10635 address allocated from the garbage collector. The first object is a
10636 pointer to the start of the referenced object, if needed by the language
10637 runtime (otherwise null).
10638
10639 Semantics:
10640 """"""""""
10641
10642 The '``llvm.gcread``' intrinsic has the same semantics as a load
10643 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
10644 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcread``'
10645 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
10646 algorithm <gc>`.
10647
10648 .. _int_gcwrite:
10649
10650 '``llvm.gcwrite``' Intrinsic
10651 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10652
10653 Syntax:
10654 """""""
10655
10656 ::
10657
10658       declare void @llvm.gcwrite(i8* %P1, i8* %Obj, i8** %P2)
10659
10660 Overview:
10661 """""""""
10662
10663 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic identifies writes of references to heap
10664 locations, allowing garbage collector implementations that require write
10665 barriers (such as generational or reference counting collectors).
10666
10667 Arguments:
10668 """"""""""
10669
10670 The first argument is the reference to store, the second is the start of
10671 the object to store it to, and the third is the address of the field of
10672 Obj to store to. If the runtime does not require a pointer to the
10673 object, Obj may be null.
10674
10675 Semantics:
10676 """"""""""
10677
10678 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic has the same semantics as a store
10679 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
10680 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcwrite``'
10681 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
10682 algorithm <gc>`.
10683
10684 Code Generator Intrinsics
10685 -------------------------
10686
10687 These intrinsics are provided by LLVM to expose special features that
10688 may only be implemented with code generator support.
10689
10690 '``llvm.returnaddress``' Intrinsic
10691 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10692
10693 Syntax:
10694 """""""
10695
10696 ::
10697
10698       declare i8* @llvm.returnaddress(i32 <level>)
10699
10700 Overview:
10701 """""""""
10702
10703 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic attempts to compute a
10704 target-specific value indicating the return address of the current
10705 function or one of its callers.
10706
10707 Arguments:
10708 """"""""""
10709
10710 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
10711 address for. Zero indicates the calling function, one indicates its
10712 caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
10713 value.
10714
10715 Semantics:
10716 """"""""""
10717
10718 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic either returns a pointer
10719 indicating the return address of the specified call frame, or zero if it
10720 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
10721 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
10722 used for debugging purposes.
10723
10724 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
10725 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
10726 of the obvious source-language caller.
10727
10728 '``llvm.addressofreturnaddress``' Intrinsic
10729 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10730
10731 Syntax:
10732 """""""
10733
10734 ::
10735
10736       declare i8* @llvm.addressofreturnaddress()
10737
10738 Overview:
10739 """""""""
10740
10741 The '``llvm.addressofreturnaddress``' intrinsic returns a target-specific
10742 pointer to the place in the stack frame where the return address of the
10743 current function is stored.
10744
10745 Semantics:
10746 """"""""""
10747
10748 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
10749 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
10750 of the obvious source-language caller.
10751
10752 This intrinsic is only implemented for x86 and aarch64.
10753
10754 '``llvm.sponentry``' Intrinsic
10755 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10756
10757 Syntax:
10758 """""""
10759
10760 ::
10761
10762       declare i8* @llvm.sponentry()
10763
10764 Overview:
10765 """""""""
10766
10767 The '``llvm.sponentry``' intrinsic returns the stack pointer value at
10768 the entry of the current function calling this intrinsic.
10769
10770 Semantics:
10771 """"""""""
10772
10773 Note this intrinsic is only verified on AArch64.
10774
10775 '``llvm.frameaddress``' Intrinsic
10776 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10777
10778 Syntax:
10779 """""""
10780
10781 ::
10782
10783       declare i8* @llvm.frameaddress(i32 <level>)
10784
10785 Overview:
10786 """""""""
10787
10788 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic attempts to return the
10789 target-specific frame pointer value for the specified stack frame.
10790
10791 Arguments:
10792 """"""""""
10793
10794 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
10795 frame pointer for. Zero indicates the calling function, one indicates
10796 its caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
10797 value.
10798
10799 Semantics:
10800 """"""""""
10801
10802 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic either returns a pointer
10803 indicating the frame address of the specified call frame, or zero if it
10804 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
10805 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
10806 used for debugging purposes.
10807
10808 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
10809 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
10810 of the obvious source-language caller.
10811
10812 '``llvm.localescape``' and '``llvm.localrecover``' Intrinsics
10813 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10814
10815 Syntax:
10816 """""""
10817
10818 ::
10819
10820       declare void @llvm.localescape(...)
10821       declare i8* @llvm.localrecover(i8* %func, i8* %fp, i32 %idx)
10822
10823 Overview:
10824 """""""""
10825
10826 The '``llvm.localescape``' intrinsic escapes offsets of a collection of static
10827 allocas, and the '``llvm.localrecover``' intrinsic applies those offsets to a
10828 live frame pointer to recover the address of the allocation. The offset is
10829 computed during frame layout of the caller of ``llvm.localescape``.
10830
10831 Arguments:
10832 """"""""""
10833
10834 All arguments to '``llvm.localescape``' must be pointers to static allocas or
10835 casts of static allocas. Each function can only call '``llvm.localescape``'
10836 once, and it can only do so from the entry block.
10837
10838 The ``func`` argument to '``llvm.localrecover``' must be a constant
10839 bitcasted pointer to a function defined in the current module. The code
10840 generator cannot determine the frame allocation offset of functions defined in
10841 other modules.
10842
10843 The ``fp`` argument to '``llvm.localrecover``' must be a frame pointer of a
10844 call frame that is currently live. The return value of '``llvm.localaddress``'
10845 is one way to produce such a value, but various runtimes also expose a suitable
10846 pointer in platform-specific ways.
10847
10848 The ``idx`` argument to '``llvm.localrecover``' indicates which alloca passed to
10849 '``llvm.localescape``' to recover. It is zero-indexed.
10850
10851 Semantics:
10852 """"""""""
10853
10854 These intrinsics allow a group of functions to share access to a set of local
10855 stack allocations of a one parent function. The parent function may call the
10856 '``llvm.localescape``' intrinsic once from the function entry block, and the
10857 child functions can use '``llvm.localrecover``' to access the escaped allocas.
10858 The '``llvm.localescape``' intrinsic blocks inlining, as inlining changes where
10859 the escaped allocas are allocated, which would break attempts to use
10860 '``llvm.localrecover``'.
10861
10862 .. _int_read_register:
10863 .. _int_write_register:
10864
10865 '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' Intrinsics
10866 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10867
10868 Syntax:
10869 """""""
10870
10871 ::
10872
10873       declare i32 @llvm.read_register.i32(metadata)
10874       declare i64 @llvm.read_register.i64(metadata)
10875       declare void @llvm.write_register.i32(metadata, i32 @value)
10876       declare void @llvm.write_register.i64(metadata, i64 @value)
10877       !0 = !{!"sp\00"}
10878
10879 Overview:
10880 """""""""
10881
10882 The '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' intrinsics
10883 provides access to the named register. The register must be valid on
10884 the architecture being compiled to. The type needs to be compatible
10885 with the register being read.
10886
10887 Semantics:
10888 """"""""""
10889
10890 The '``llvm.read_register``' intrinsic returns the current value of the
10891 register, where possible. The '``llvm.write_register``' intrinsic sets
10892 the current value of the register, where possible.
10893
10894 This is useful to implement named register global variables that need
10895 to always be mapped to a specific register, as is common practice on
10896 bare-metal programs including OS kernels.
10897
10898 The compiler doesn't check for register availability or use of the used
10899 register in surrounding code, including inline assembly. Because of that,
10900 allocatable registers are not supported.
10901
10902 Warning: So far it only works with the stack pointer on selected
10903 architectures (ARM, AArch64, PowerPC and x86_64). Significant amount of
10904 work is needed to support other registers and even more so, allocatable
10905 registers.
10906
10907 .. _int_stacksave:
10908
10909 '``llvm.stacksave``' Intrinsic
10910 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10911
10912 Syntax:
10913 """""""
10914
10915 ::
10916
10917       declare i8* @llvm.stacksave()
10918
10919 Overview:
10920 """""""""
10921
10922 The '``llvm.stacksave``' intrinsic is used to remember the current state
10923 of the function stack, for use with
10924 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. This is useful for
10925 implementing language features like scoped automatic variable sized
10926 arrays in C99.
10927
10928 Semantics:
10929 """"""""""
10930
10931 This intrinsic returns a opaque pointer value that can be passed to
10932 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. When an
10933 ``llvm.stackrestore`` intrinsic is executed with a value saved from
10934 ``llvm.stacksave``, it effectively restores the state of the stack to
10935 the state it was in when the ``llvm.stacksave`` intrinsic executed. In
10936 practice, this pops any :ref:`alloca <i_alloca>` blocks from the stack that
10937 were allocated after the ``llvm.stacksave`` was executed.
10938
10939 .. _int_stackrestore:
10940
10941 '``llvm.stackrestore``' Intrinsic
10942 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10943
10944 Syntax:
10945 """""""
10946
10947 ::
10948
10949       declare void @llvm.stackrestore(i8* %ptr)
10950
10951 Overview:
10952 """""""""
10953
10954 The '``llvm.stackrestore``' intrinsic is used to restore the state of
10955 the function stack to the state it was in when the corresponding
10956 :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` intrinsic executed. This is
10957 useful for implementing language features like scoped automatic variable
10958 sized arrays in C99.
10959
10960 Semantics:
10961 """"""""""
10962
10963 See the description for :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>`.
10964
10965 .. _int_get_dynamic_area_offset:
10966
10967 '``llvm.get.dynamic.area.offset``' Intrinsic
10968 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10969
10970 Syntax:
10971 """""""
10972
10973 ::
10974
10975       declare i32 @llvm.get.dynamic.area.offset.i32()
10976       declare i64 @llvm.get.dynamic.area.offset.i64()
10977
10978 Overview:
10979 """""""""
10980
10981       The '``llvm.get.dynamic.area.offset.*``' intrinsic family is used to
10982       get the offset from native stack pointer to the address of the most
10983       recent dynamic alloca on the caller's stack. These intrinsics are
10984       intendend for use in combination with
10985       :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` to get a
10986       pointer to the most recent dynamic alloca. This is useful, for example,
10987       for AddressSanitizer's stack unpoisoning routines.
10988
10989 Semantics:
10990 """"""""""
10991
10992       These intrinsics return a non-negative integer value that can be used to
10993       get the address of the most recent dynamic alloca, allocated by :ref:`alloca <i_alloca>`
10994       on the caller's stack. In particular, for targets where stack grows downwards,
10995       adding this offset to the native stack pointer would get the address of the most
10996       recent dynamic alloca. For targets where stack grows upwards, the situation is a bit more
10997       complicated, because subtracting this value from stack pointer would get the address
10998       one past the end of the most recent dynamic alloca.
10999
11000       Although for most targets `llvm.get.dynamic.area.offset <int_get_dynamic_area_offset>`
11001       returns just a zero, for others, such as PowerPC and PowerPC64, it returns a
11002       compile-time-known constant value.
11003
11004       The return value type of :ref:`llvm.get.dynamic.area.offset <int_get_dynamic_area_offset>`
11005       must match the target's default address space's (address space 0) pointer type.
11006
11007 '``llvm.prefetch``' Intrinsic
11008 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11009
11010 Syntax:
11011 """""""
11012
11013 ::
11014
11015       declare void @llvm.prefetch(i8* <address>, i32 <rw>, i32 <locality>, i32 <cache type>)
11016
11017 Overview:
11018 """""""""
11019
11020 The '``llvm.prefetch``' intrinsic is a hint to the code generator to
11021 insert a prefetch instruction if supported; otherwise, it is a noop.
11022 Prefetches have no effect on the behavior of the program but can change
11023 its performance characteristics.
11024
11025 Arguments:
11026 """"""""""
11027
11028 ``address`` is the address to be prefetched, ``rw`` is the specifier
11029 determining if the fetch should be for a read (0) or write (1), and
11030 ``locality`` is a temporal locality specifier ranging from (0) - no
11031 locality, to (3) - extremely local keep in cache. The ``cache type``
11032 specifies whether the prefetch is performed on the data (1) or
11033 instruction (0) cache. The ``rw``, ``locality`` and ``cache type``
11034 arguments must be constant integers.
11035
11036 Semantics:
11037 """"""""""
11038
11039 This intrinsic does not modify the behavior of the program. In
11040 particular, prefetches cannot trap and do not produce a value. On
11041 targets that support this intrinsic, the prefetch can provide hints to
11042 the processor cache for better performance.
11043
11044 '``llvm.pcmarker``' Intrinsic
11045 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11046
11047 Syntax:
11048 """""""
11049
11050 ::
11051
11052       declare void @llvm.pcmarker(i32 <id>)
11053
11054 Overview:
11055 """""""""
11056
11057 The '``llvm.pcmarker``' intrinsic is a method to export a Program
11058 Counter (PC) in a region of code to simulators and other tools. The
11059 method is target specific, but it is expected that the marker will use
11060 exported symbols to transmit the PC of the marker. The marker makes no
11061 guarantees that it will remain with any specific instruction after
11062 optimizations. It is possible that the presence of a marker will inhibit
11063 optimizations. The intended use is to be inserted after optimizations to
11064 allow correlations of simulation runs.
11065
11066 Arguments:
11067 """"""""""
11068
11069 ``id`` is a numerical id identifying the marker.
11070
11071 Semantics:
11072 """"""""""
11073
11074 This intrinsic does not modify the behavior of the program. Backends
11075 that do not support this intrinsic may ignore it.
11076
11077 '``llvm.readcyclecounter``' Intrinsic
11078 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11079
11080 Syntax:
11081 """""""
11082
11083 ::
11084
11085       declare i64 @llvm.readcyclecounter()
11086
11087 Overview:
11088 """""""""
11089
11090 The '``llvm.readcyclecounter``' intrinsic provides access to the cycle
11091 counter register (or similar low latency, high accuracy clocks) on those
11092 targets that support it. On X86, it should map to RDTSC. On Alpha, it
11093 should map to RPCC. As the backing counters overflow quickly (on the
11094 order of 9 seconds on alpha), this should only be used for small
11095 timings.
11096
11097 Semantics:
11098 """"""""""
11099
11100 When directly supported, reading the cycle counter should not modify any
11101 memory. Implementations are allowed to either return a application
11102 specific value or a system wide value. On backends without support, this
11103 is lowered to a constant 0.
11104
11105 Note that runtime support may be conditional on the privilege-level code is
11106 running at and the host platform.
11107
11108 '``llvm.clear_cache``' Intrinsic
11109 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11110
11111 Syntax:
11112 """""""
11113
11114 ::
11115
11116       declare void @llvm.clear_cache(i8*, i8*)
11117
11118 Overview:
11119 """""""""
11120
11121 The '``llvm.clear_cache``' intrinsic ensures visibility of modifications
11122 in the specified range to the execution unit of the processor. On
11123 targets with non-unified instruction and data cache, the implementation
11124 flushes the instruction cache.
11125
11126 Semantics:
11127 """"""""""
11128
11129 On platforms with coherent instruction and data caches (e.g. x86), this
11130 intrinsic is a nop. On platforms with non-coherent instruction and data
11131 cache (e.g. ARM, MIPS), the intrinsic is lowered either to appropriate
11132 instructions or a system call, if cache flushing requires special
11133 privileges.
11134
11135 The default behavior is to emit a call to ``__clear_cache`` from the run
11136 time library.
11137
11138 This instrinsic does *not* empty the instruction pipeline. Modifications
11139 of the current function are outside the scope of the intrinsic.
11140
11141 '``llvm.instrprof.increment``' Intrinsic
11142 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11143
11144 Syntax:
11145 """""""
11146
11147 ::
11148
11149       declare void @llvm.instrprof.increment(i8* <name>, i64 <hash>,
11150                                              i32 <num-counters>, i32 <index>)
11151
11152 Overview:
11153 """""""""
11154
11155 The '``llvm.instrprof.increment``' intrinsic can be emitted by a
11156 frontend for use with instrumentation based profiling. These will be
11157 lowered by the ``-instrprof`` pass to generate execution counts of a
11158 program at runtime.
11159
11160 Arguments:
11161 """"""""""
11162
11163 The first argument is a pointer to a global variable containing the
11164 name of the entity being instrumented. This should generally be the
11165 (mangled) function name for a set of counters.
11166
11167 The second argument is a hash value that can be used by the consumer
11168 of the profile data to detect changes to the instrumented source, and
11169 the third is the number of counters associated with ``name``. It is an
11170 error if ``hash`` or ``num-counters`` differ between two instances of
11171 ``instrprof.increment`` that refer to the same name.
11172
11173 The last argument refers to which of the counters for ``name`` should
11174 be incremented. It should be a value between 0 and ``num-counters``.
11175
11176 Semantics:
11177 """"""""""
11178
11179 This intrinsic represents an increment of a profiling counter. It will
11180 cause the ``-instrprof`` pass to generate the appropriate data
11181 structures and the code to increment the appropriate value, in a
11182 format that can be written out by a compiler runtime and consumed via
11183 the ``llvm-profdata`` tool.
11184
11185 '``llvm.instrprof.increment.step``' Intrinsic
11186 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11187
11188 Syntax:
11189 """""""
11190
11191 ::
11192
11193       declare void @llvm.instrprof.increment.step(i8* <name>, i64 <hash>,
11194                                                   i32 <num-counters>,
11195                                                   i32 <index>, i64 <step>)
11196
11197 Overview:
11198 """""""""
11199
11200 The '``llvm.instrprof.increment.step``' intrinsic is an extension to
11201 the '``llvm.instrprof.increment``' intrinsic with an additional fifth
11202 argument to specify the step of the increment.
11203
11204 Arguments:
11205 """"""""""
11206 The first four arguments are the same as '``llvm.instrprof.increment``'
11207 intrinsic.
11208
11209 The last argument specifies the value of the increment of the counter variable.
11210
11211 Semantics:
11212 """"""""""
11213 See description of '``llvm.instrprof.increment``' instrinsic.
11214
11215
11216 '``llvm.instrprof.value.profile``' Intrinsic
11217 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11218
11219 Syntax:
11220 """""""
11221
11222 ::
11223
11224       declare void @llvm.instrprof.value.profile(i8* <name>, i64 <hash>,
11225                                                  i64 <value>, i32 <value_kind>,
11226                                                  i32 <index>)
11227
11228 Overview:
11229 """""""""
11230
11231 The '``llvm.instrprof.value.profile``' intrinsic can be emitted by a
11232 frontend for use with instrumentation based profiling. This will be
11233 lowered by the ``-instrprof`` pass to find out the target values,
11234 instrumented expressions take in a program at runtime.
11235
11236 Arguments:
11237 """"""""""
11238
11239 The first argument is a pointer to a global variable containing the
11240 name of the entity being instrumented. ``name`` should generally be the
11241 (mangled) function name for a set of counters.
11242
11243 The second argument is a hash value that can be used by the consumer
11244 of the profile data to detect changes to the instrumented source. It
11245 is an error if ``hash`` differs between two instances of
11246 ``llvm.instrprof.*`` that refer to the same name.
11247
11248 The third argument is the value of the expression being profiled. The profiled
11249 expression's value should be representable as an unsigned 64-bit value. The
11250 fourth argument represents the kind of value profiling that is being done. The
11251 supported value profiling kinds are enumerated through the
11252 ``InstrProfValueKind`` type declared in the
11253 ``<include/llvm/ProfileData/InstrProf.h>`` header file. The last argument is the
11254 index of the instrumented expression within ``name``. It should be >= 0.
11255
11256 Semantics:
11257 """"""""""
11258
11259 This intrinsic represents the point where a call to a runtime routine
11260 should be inserted for value profiling of target expressions. ``-instrprof``
11261 pass will generate the appropriate data structures and replace the
11262 ``llvm.instrprof.value.profile`` intrinsic with the call to the profile
11263 runtime library with proper arguments.
11264
11265 '``llvm.thread.pointer``' Intrinsic
11266 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11267
11268 Syntax:
11269 """""""
11270
11271 ::
11272
11273       declare i8* @llvm.thread.pointer()
11274
11275 Overview:
11276 """""""""
11277
11278 The '``llvm.thread.pointer``' intrinsic returns the value of the thread
11279 pointer.
11280
11281 Semantics:
11282 """"""""""
11283
11284 The '``llvm.thread.pointer``' intrinsic returns a pointer to the TLS area
11285 for the current thread.  The exact semantics of this value are target
11286 specific: it may point to the start of TLS area, to the end, or somewhere
11287 in the middle.  Depending on the target, this intrinsic may read a register,
11288 call a helper function, read from an alternate memory space, or perform
11289 other operations necessary to locate the TLS area.  Not all targets support
11290 this intrinsic.
11291
11292 Standard C Library Intrinsics
11293 -----------------------------
11294
11295 LLVM provides intrinsics for a few important standard C library
11296 functions. These intrinsics allow source-language front-ends to pass
11297 information about the alignment of the pointer arguments to the code
11298 generator, providing opportunity for more efficient code generation.
11299
11300 .. _int_memcpy:
11301
11302 '``llvm.memcpy``' Intrinsic
11303 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11304
11305 Syntax:
11306 """""""
11307
11308 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy`` on any
11309 integer bit width and for different address spaces. Not all targets
11310 support all bit widths however.
11311
11312 ::
11313
11314       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
11315                                               i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11316       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
11317                                               i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11318
11319 Overview:
11320 """""""""
11321
11322 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11323 source location to the destination location.
11324
11325 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memcpy.*``
11326 intrinsics do not return a value, takes extra isvolatile
11327 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
11328
11329 Arguments:
11330 """"""""""
11331
11332 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
11333 pointer to the source. The third argument is an integer argument
11334 specifying the number of bytes to copy, and the fourth is a
11335 boolean indicating a volatile access.
11336
11337 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11338 for the first and second arguments.
11339
11340 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memcpy`` call is
11341 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
11342 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11343
11344 Semantics:
11345 """"""""""
11346
11347 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11348 source location to the destination location, which are not allowed to
11349 overlap. It copies "len" bytes of memory over. If the argument is known
11350 to be aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11351 the argument.
11352
11353 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11354 be appropriately aligned.
11355
11356 .. _int_memmove:
11357
11358 '``llvm.memmove``' Intrinsic
11359 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11360
11361 Syntax:
11362 """""""
11363
11364 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memmove on any integer
11365 bit width and for different address space. Not all targets support all
11366 bit widths however.
11367
11368 ::
11369
11370       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
11371                                                i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11372       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
11373                                                i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11374
11375 Overview:
11376 """""""""
11377
11378 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics move a block of memory from the
11379 source location to the destination location. It is similar to the
11380 '``llvm.memcpy``' intrinsic but allows the two memory locations to
11381 overlap.
11382
11383 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memmove.*``
11384 intrinsics do not return a value, takes an extra isvolatile
11385 argument and the pointers can be in specified address spaces.
11386
11387 Arguments:
11388 """"""""""
11389
11390 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
11391 pointer to the source. The third argument is an integer argument
11392 specifying the number of bytes to copy, and the fourth is a
11393 boolean indicating a volatile access.
11394
11395 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11396 for the first and second arguments.
11397
11398 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memmove`` call
11399 is a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is
11400 not very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11401
11402 Semantics:
11403 """"""""""
11404
11405 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11406 source location to the destination location, which may overlap. It
11407 copies "len" bytes of memory over. If the argument is known to be
11408 aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11409 the argument.
11410
11411 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11412 be appropriately aligned.
11413
11414 .. _int_memset:
11415
11416 '``llvm.memset.*``' Intrinsics
11417 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11418
11419 Syntax:
11420 """""""
11421
11422 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memset on any integer
11423 bit width and for different address spaces. However, not all targets
11424 support all bit widths.
11425
11426 ::
11427
11428       declare void @llvm.memset.p0i8.i32(i8* <dest>, i8 <val>,
11429                                          i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11430       declare void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* <dest>, i8 <val>,
11431                                          i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11432
11433 Overview:
11434 """""""""
11435
11436 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill a block of memory with a
11437 particular byte value.
11438
11439 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memset``
11440 intrinsic does not return a value and takes an extra volatile
11441 argument. Also, the destination can be in an arbitrary address space.
11442
11443 Arguments:
11444 """"""""""
11445
11446 The first argument is a pointer to the destination to fill, the second
11447 is the byte value with which to fill it, the third argument is an
11448 integer argument specifying the number of bytes to fill, and the fourth
11449 is a boolean indicating a volatile access.
11450
11451 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11452 for the first arguments.
11453
11454 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memset`` call is
11455 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
11456 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11457
11458 Semantics:
11459 """"""""""
11460
11461 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill "len" bytes of memory starting
11462 at the destination location. If the argument is known to be
11463 aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11464 the argument.
11465
11466 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11467 be appropriately aligned.
11468
11469 '``llvm.sqrt.*``' Intrinsic
11470 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11471
11472 Syntax:
11473 """""""
11474
11475 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sqrt`` on any
11476 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11477 all types however.
11478
11479 ::
11480
11481       declare float     @llvm.sqrt.f32(float %Val)
11482       declare double    @llvm.sqrt.f64(double %Val)
11483       declare x86_fp80  @llvm.sqrt.f80(x86_fp80 %Val)
11484       declare fp128     @llvm.sqrt.f128(fp128 %Val)
11485       declare ppc_fp128 @llvm.sqrt.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
11486
11487 Overview:
11488 """""""""
11489
11490 The '``llvm.sqrt``' intrinsics return the square root of the specified value.
11491
11492 Arguments:
11493 """"""""""
11494
11495 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11496
11497 Semantics:
11498 """"""""""
11499
11500 Return the same value as a corresponding libm '``sqrt``' function but without
11501 trapping or setting ``errno``. For types specified by IEEE-754, the result
11502 matches a conforming libm implementation.
11503
11504 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11505 using a less accurate calculation.
11506
11507 '``llvm.powi.*``' Intrinsic
11508 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11509
11510 Syntax:
11511 """""""
11512
11513 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.powi`` on any
11514 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11515 all types however.
11516
11517 ::
11518
11519       declare float     @llvm.powi.f32(float  %Val, i32 %power)
11520       declare double    @llvm.powi.f64(double %Val, i32 %power)
11521       declare x86_fp80  @llvm.powi.f80(x86_fp80  %Val, i32 %power)
11522       declare fp128     @llvm.powi.f128(fp128 %Val, i32 %power)
11523       declare ppc_fp128 @llvm.powi.ppcf128(ppc_fp128  %Val, i32 %power)
11524
11525 Overview:
11526 """""""""
11527
11528 The '``llvm.powi.*``' intrinsics return the first operand raised to the
11529 specified (positive or negative) power. The order of evaluation of
11530 multiplications is not defined. When a vector of floating-point type is
11531 used, the second argument remains a scalar integer value.
11532
11533 Arguments:
11534 """"""""""
11535
11536 The second argument is an integer power, and the first is a value to
11537 raise to that power.
11538
11539 Semantics:
11540 """"""""""
11541
11542 This function returns the first value raised to the second power with an
11543 unspecified sequence of rounding operations.
11544
11545 '``llvm.sin.*``' Intrinsic
11546 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11547
11548 Syntax:
11549 """""""
11550
11551 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sin`` on any
11552 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11553 all types however.
11554
11555 ::
11556
11557       declare float     @llvm.sin.f32(float  %Val)
11558       declare double    @llvm.sin.f64(double %Val)
11559       declare x86_fp80  @llvm.sin.f80(x86_fp80  %Val)
11560       declare fp128     @llvm.sin.f128(fp128 %Val)
11561       declare ppc_fp128 @llvm.sin.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11562
11563 Overview:
11564 """""""""
11565
11566 The '``llvm.sin.*``' intrinsics return the sine of the operand.
11567
11568 Arguments:
11569 """"""""""
11570
11571 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11572
11573 Semantics:
11574 """"""""""
11575
11576 Return the same value as a corresponding libm '``sin``' function but without
11577 trapping or setting ``errno``.
11578
11579 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11580 using a less accurate calculation.
11581
11582 '``llvm.cos.*``' Intrinsic
11583 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11584
11585 Syntax:
11586 """""""
11587
11588 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cos`` on any
11589 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11590 all types however.
11591
11592 ::
11593
11594       declare float     @llvm.cos.f32(float  %Val)
11595       declare double    @llvm.cos.f64(double %Val)
11596       declare x86_fp80  @llvm.cos.f80(x86_fp80  %Val)
11597       declare fp128     @llvm.cos.f128(fp128 %Val)
11598       declare ppc_fp128 @llvm.cos.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11599
11600 Overview:
11601 """""""""
11602
11603 The '``llvm.cos.*``' intrinsics return the cosine of the operand.
11604
11605 Arguments:
11606 """"""""""
11607
11608 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11609
11610 Semantics:
11611 """"""""""
11612
11613 Return the same value as a corresponding libm '``cos``' function but without
11614 trapping or setting ``errno``.
11615
11616 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11617 using a less accurate calculation.
11618
11619 '``llvm.pow.*``' Intrinsic
11620 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11621
11622 Syntax:
11623 """""""
11624
11625 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.pow`` on any
11626 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11627 all types however.
11628
11629 ::
11630
11631       declare float     @llvm.pow.f32(float  %Val, float %Power)
11632       declare double    @llvm.pow.f64(double %Val, double %Power)
11633       declare x86_fp80  @llvm.pow.f80(x86_fp80  %Val, x86_fp80 %Power)
11634       declare fp128     @llvm.pow.f128(fp128 %Val, fp128 %Power)
11635       declare ppc_fp128 @llvm.pow.ppcf128(ppc_fp128  %Val, ppc_fp128 Power)
11636
11637 Overview:
11638 """""""""
11639
11640 The '``llvm.pow.*``' intrinsics return the first operand raised to the
11641 specified (positive or negative) power.
11642
11643 Arguments:
11644 """"""""""
11645
11646 The arguments and return value are floating-point numbers of the same type.
11647
11648 Semantics:
11649 """"""""""
11650
11651 Return the same value as a corresponding libm '``pow``' function but without
11652 trapping or setting ``errno``.
11653
11654 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11655 using a less accurate calculation.
11656
11657 '``llvm.exp.*``' Intrinsic
11658 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11659
11660 Syntax:
11661 """""""
11662
11663 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp`` on any
11664 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11665 all types however.
11666
11667 ::
11668
11669       declare float     @llvm.exp.f32(float  %Val)
11670       declare double    @llvm.exp.f64(double %Val)
11671       declare x86_fp80  @llvm.exp.f80(x86_fp80  %Val)
11672       declare fp128     @llvm.exp.f128(fp128 %Val)
11673       declare ppc_fp128 @llvm.exp.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11674
11675 Overview:
11676 """""""""
11677
11678 The '``llvm.exp.*``' intrinsics compute the base-e exponential of the specified
11679 value.
11680
11681 Arguments:
11682 """"""""""
11683
11684 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11685
11686 Semantics:
11687 """"""""""
11688
11689 Return the same value as a corresponding libm '``exp``' function but without
11690 trapping or setting ``errno``.
11691
11692 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11693 using a less accurate calculation.
11694
11695 '``llvm.exp2.*``' Intrinsic
11696 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11697
11698 Syntax:
11699 """""""
11700
11701 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp2`` on any
11702 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11703 all types however.
11704
11705 ::
11706
11707       declare float     @llvm.exp2.f32(float  %Val)
11708       declare double    @llvm.exp2.f64(double %Val)
11709       declare x86_fp80  @llvm.exp2.f80(x86_fp80  %Val)
11710       declare fp128     @llvm.exp2.f128(fp128 %Val)
11711       declare ppc_fp128 @llvm.exp2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11712
11713 Overview:
11714 """""""""
11715
11716 The '``llvm.exp2.*``' intrinsics compute the base-2 exponential of the
11717 specified value.
11718
11719 Arguments:
11720 """"""""""
11721
11722 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11723
11724 Semantics:
11725 """"""""""
11726
11727 Return the same value as a corresponding libm '``exp2``' function but without
11728 trapping or setting ``errno``.
11729
11730 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11731 using a less accurate calculation.
11732
11733 '``llvm.log.*``' Intrinsic
11734 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11735
11736 Syntax:
11737 """""""
11738
11739 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log`` on any
11740 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11741 all types however.
11742
11743 ::
11744
11745       declare float     @llvm.log.f32(float  %Val)
11746       declare double    @llvm.log.f64(double %Val)
11747       declare x86_fp80  @llvm.log.f80(x86_fp80  %Val)
11748       declare fp128     @llvm.log.f128(fp128 %Val)
11749       declare ppc_fp128 @llvm.log.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11750
11751 Overview:
11752 """""""""
11753
11754 The '``llvm.log.*``' intrinsics compute the base-e logarithm of the specified
11755 value.
11756
11757 Arguments:
11758 """"""""""
11759
11760 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11761
11762 Semantics:
11763 """"""""""
11764
11765 Return the same value as a corresponding libm '``log``' function but without
11766 trapping or setting ``errno``.
11767
11768 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11769 using a less accurate calculation.
11770
11771 '``llvm.log10.*``' Intrinsic
11772 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11773
11774 Syntax:
11775 """""""
11776
11777 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log10`` on any
11778 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11779 all types however.
11780
11781 ::
11782
11783       declare float     @llvm.log10.f32(float  %Val)
11784       declare double    @llvm.log10.f64(double %Val)
11785       declare x86_fp80  @llvm.log10.f80(x86_fp80  %Val)
11786       declare fp128     @llvm.log10.f128(fp128 %Val)
11787       declare ppc_fp128 @llvm.log10.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11788
11789 Overview:
11790 """""""""
11791
11792 The '``llvm.log10.*``' intrinsics compute the base-10 logarithm of the
11793 specified value.
11794
11795 Arguments:
11796 """"""""""
11797
11798 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11799
11800 Semantics:
11801 """"""""""
11802
11803 Return the same value as a corresponding libm '``log10``' function but without
11804 trapping or setting ``errno``.
11805
11806 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11807 using a less accurate calculation.
11808
11809 '``llvm.log2.*``' Intrinsic
11810 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11811
11812 Syntax:
11813 """""""
11814
11815 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log2`` on any
11816 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11817 all types however.
11818
11819 ::
11820
11821       declare float     @llvm.log2.f32(float  %Val)
11822       declare double    @llvm.log2.f64(double %Val)
11823       declare x86_fp80  @llvm.log2.f80(x86_fp80  %Val)
11824       declare fp128     @llvm.log2.f128(fp128 %Val)
11825       declare ppc_fp128 @llvm.log2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11826
11827 Overview:
11828 """""""""
11829
11830 The '``llvm.log2.*``' intrinsics compute the base-2 logarithm of the specified
11831 value.
11832
11833 Arguments:
11834 """"""""""
11835
11836 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11837
11838 Semantics:
11839 """"""""""
11840
11841 Return the same value as a corresponding libm '``log2``' function but without
11842 trapping or setting ``errno``.
11843
11844 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11845 using a less accurate calculation.
11846
11847 '``llvm.fma.*``' Intrinsic
11848 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11849
11850 Syntax:
11851 """""""
11852
11853 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fma`` on any
11854 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11855 all types however.
11856
11857 ::
11858
11859       declare float     @llvm.fma.f32(float  %a, float  %b, float  %c)
11860       declare double    @llvm.fma.f64(double %a, double %b, double %c)
11861       declare x86_fp80  @llvm.fma.f80(x86_fp80 %a, x86_fp80 %b, x86_fp80 %c)
11862       declare fp128     @llvm.fma.f128(fp128 %a, fp128 %b, fp128 %c)
11863       declare ppc_fp128 @llvm.fma.ppcf128(ppc_fp128 %a, ppc_fp128 %b, ppc_fp128 %c)
11864
11865 Overview:
11866 """""""""
11867
11868 The '``llvm.fma.*``' intrinsics perform the fused multiply-add operation.
11869
11870 Arguments:
11871 """"""""""
11872
11873 The arguments and return value are floating-point numbers of the same type.
11874
11875 Semantics:
11876 """"""""""
11877
11878 Return the same value as a corresponding libm '``fma``' function but without
11879 trapping or setting ``errno``.
11880
11881 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11882 using a less accurate calculation.
11883
11884 '``llvm.fabs.*``' Intrinsic
11885 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11886
11887 Syntax:
11888 """""""
11889
11890 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fabs`` on any
11891 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11892 all types however.
11893
11894 ::
11895
11896       declare float     @llvm.fabs.f32(float  %Val)
11897       declare double    @llvm.fabs.f64(double %Val)
11898       declare x86_fp80  @llvm.fabs.f80(x86_fp80 %Val)
11899       declare fp128     @llvm.fabs.f128(fp128 %Val)
11900       declare ppc_fp128 @llvm.fabs.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
11901
11902 Overview:
11903 """""""""
11904
11905 The '``llvm.fabs.*``' intrinsics return the absolute value of the
11906 operand.
11907
11908 Arguments:
11909 """"""""""
11910
11911 The argument and return value are floating-point numbers of the same
11912 type.
11913
11914 Semantics:
11915 """"""""""
11916
11917 This function returns the same values as the libm ``fabs`` functions
11918 would, and handles error conditions in the same way.
11919
11920 '``llvm.minnum.*``' Intrinsic
11921 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11922
11923 Syntax:
11924 """""""
11925
11926 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.minnum`` on any
11927 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11928 all types however.
11929
11930 ::
11931
11932       declare float     @llvm.minnum.f32(float %Val0, float %Val1)
11933       declare double    @llvm.minnum.f64(double %Val0, double %Val1)
11934       declare x86_fp80  @llvm.minnum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
11935       declare fp128     @llvm.minnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
11936       declare ppc_fp128 @llvm.minnum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
11937
11938 Overview:
11939 """""""""
11940
11941 The '``llvm.minnum.*``' intrinsics return the minimum of the two
11942 arguments.
11943
11944
11945 Arguments:
11946 """"""""""
11947
11948 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
11949 type.
11950
11951 Semantics:
11952 """"""""""
11953
11954 Follows the IEEE-754 semantics for minNum, except for handling of
11955 signaling NaNs. This match's the behavior of libm's fmin.
11956
11957 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
11958 NaN only if both operands are NaN. The returned NaN is always
11959 quiet. If the operands compare equal, returns a value that compares
11960 equal to both operands. This means that fmin(+/-0.0, +/-0.0) could
11961 return either -0.0 or 0.0.
11962
11963 Unlike the IEEE-754 2008 behavior, this does not distinguish between
11964 signaling and quiet NaN inputs. If a target's implementation follows
11965 the standard and returns a quiet NaN if either input is a signaling
11966 NaN, the intrinsic lowering is responsible for quieting the inputs to
11967 correctly return the non-NaN input (e.g. by using the equivalent of
11968 ``llvm.canonicalize``).
11969
11970
11971 '``llvm.maxnum.*``' Intrinsic
11972 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11973
11974 Syntax:
11975 """""""
11976
11977 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.maxnum`` on any
11978 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11979 all types however.
11980
11981 ::
11982
11983       declare float     @llvm.maxnum.f32(float  %Val0, float  %Val1l)
11984       declare double    @llvm.maxnum.f64(double %Val0, double %Val1)
11985       declare x86_fp80  @llvm.maxnum.f80(x86_fp80  %Val0, x86_fp80  %Val1)
11986       declare fp128     @llvm.maxnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
11987       declare ppc_fp128 @llvm.maxnum.ppcf128(ppc_fp128  %Val0, ppc_fp128  %Val1)
11988
11989 Overview:
11990 """""""""
11991
11992 The '``llvm.maxnum.*``' intrinsics return the maximum of the two
11993 arguments.
11994
11995
11996 Arguments:
11997 """"""""""
11998
11999 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12000 type.
12001
12002 Semantics:
12003 """"""""""
12004 Follows the IEEE-754 semantics for maxNum except for the handling of
12005 signaling NaNs. This matches the behavior of libm's fmax.
12006
12007 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
12008 NaN only if both operands are NaN. The returned NaN is always
12009 quiet. If the operands compare equal, returns a value that compares
12010 equal to both operands. This means that fmax(+/-0.0, +/-0.0) could
12011 return either -0.0 or 0.0.
12012
12013 Unlike the IEEE-754 2008 behavior, this does not distinguish between
12014 signaling and quiet NaN inputs. If a target's implementation follows
12015 the standard and returns a quiet NaN if either input is a signaling
12016 NaN, the intrinsic lowering is responsible for quieting the inputs to
12017 correctly return the non-NaN input (e.g. by using the equivalent of
12018 ``llvm.canonicalize``).
12019
12020 '``llvm.minimum.*``' Intrinsic
12021 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12022
12023 Syntax:
12024 """""""
12025
12026 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.minimum`` on any
12027 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12028 all types however.
12029
12030 ::
12031
12032       declare float     @llvm.minimum.f32(float %Val0, float %Val1)
12033       declare double    @llvm.minimum.f64(double %Val0, double %Val1)
12034       declare x86_fp80  @llvm.minimum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12035       declare fp128     @llvm.minimum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12036       declare ppc_fp128 @llvm.minimum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12037
12038 Overview:
12039 """""""""
12040
12041 The '``llvm.minimum.*``' intrinsics return the minimum of the two
12042 arguments, propagating NaNs and treating -0.0 as less than +0.0.
12043
12044
12045 Arguments:
12046 """"""""""
12047
12048 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12049 type.
12050
12051 Semantics:
12052 """"""""""
12053 If either operand is a NaN, returns NaN. Otherwise returns the lesser
12054 of the two arguments. -0.0 is considered to be less than +0.0 for this
12055 intrinsic. Note that these are the semantics specified in the draft of
12056 IEEE 754-2018.
12057
12058 '``llvm.maximum.*``' Intrinsic
12059 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12060
12061 Syntax:
12062 """""""
12063
12064 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.maximum`` on any
12065 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12066 all types however.
12067
12068 ::
12069
12070       declare float     @llvm.maximum.f32(float %Val0, float %Val1)
12071       declare double    @llvm.maximum.f64(double %Val0, double %Val1)
12072       declare x86_fp80  @llvm.maximum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12073       declare fp128     @llvm.maximum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12074       declare ppc_fp128 @llvm.maximum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12075
12076 Overview:
12077 """""""""
12078
12079 The '``llvm.maximum.*``' intrinsics return the maximum of the two
12080 arguments, propagating NaNs and treating -0.0 as less than +0.0.
12081
12082
12083 Arguments:
12084 """"""""""
12085
12086 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12087 type.
12088
12089 Semantics:
12090 """"""""""
12091 If either operand is a NaN, returns NaN. Otherwise returns the greater
12092 of the two arguments. -0.0 is considered to be less than +0.0 for this
12093 intrinsic. Note that these are the semantics specified in the draft of
12094 IEEE 754-2018.
12095
12096 '``llvm.copysign.*``' Intrinsic
12097 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12098
12099 Syntax:
12100 """""""
12101
12102 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.copysign`` on any
12103 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12104 all types however.
12105
12106 ::
12107
12108       declare float     @llvm.copysign.f32(float  %Mag, float  %Sgn)
12109       declare double    @llvm.copysign.f64(double %Mag, double %Sgn)
12110       declare x86_fp80  @llvm.copysign.f80(x86_fp80  %Mag, x86_fp80  %Sgn)
12111       declare fp128     @llvm.copysign.f128(fp128 %Mag, fp128 %Sgn)
12112       declare ppc_fp128 @llvm.copysign.ppcf128(ppc_fp128  %Mag, ppc_fp128  %Sgn)
12113
12114 Overview:
12115 """""""""
12116
12117 The '``llvm.copysign.*``' intrinsics return a value with the magnitude of the
12118 first operand and the sign of the second operand.
12119
12120 Arguments:
12121 """"""""""
12122
12123 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12124 type.
12125
12126 Semantics:
12127 """"""""""
12128
12129 This function returns the same values as the libm ``copysign``
12130 functions would, and handles error conditions in the same way.
12131
12132 '``llvm.floor.*``' Intrinsic
12133 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12134
12135 Syntax:
12136 """""""
12137
12138 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.floor`` on any
12139 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12140 all types however.
12141
12142 ::
12143
12144       declare float     @llvm.floor.f32(float  %Val)
12145       declare double    @llvm.floor.f64(double %Val)
12146       declare x86_fp80  @llvm.floor.f80(x86_fp80  %Val)
12147       declare fp128     @llvm.floor.f128(fp128 %Val)
12148       declare ppc_fp128 @llvm.floor.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12149
12150 Overview:
12151 """""""""
12152
12153 The '``llvm.floor.*``' intrinsics return the floor of the operand.
12154
12155 Arguments:
12156 """"""""""
12157
12158 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12159 type.
12160
12161 Semantics:
12162 """"""""""
12163
12164 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
12165 would, and handles error conditions in the same way.
12166
12167 '``llvm.ceil.*``' Intrinsic
12168 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12169
12170 Syntax:
12171 """""""
12172
12173 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ceil`` on any
12174 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12175 all types however.
12176
12177 ::
12178
12179       declare float     @llvm.ceil.f32(float  %Val)
12180       declare double    @llvm.ceil.f64(double %Val)
12181       declare x86_fp80  @llvm.ceil.f80(x86_fp80  %Val)
12182       declare fp128     @llvm.ceil.f128(fp128 %Val)
12183       declare ppc_fp128 @llvm.ceil.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12184
12185 Overview:
12186 """""""""
12187
12188 The '``llvm.ceil.*``' intrinsics return the ceiling of the operand.
12189
12190 Arguments:
12191 """"""""""
12192
12193 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12194 type.
12195
12196 Semantics:
12197 """"""""""
12198
12199 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
12200 would, and handles error conditions in the same way.
12201
12202 '``llvm.trunc.*``' Intrinsic
12203 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12204
12205 Syntax:
12206 """""""
12207
12208 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.trunc`` on any
12209 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12210 all types however.
12211
12212 ::
12213
12214       declare float     @llvm.trunc.f32(float  %Val)
12215       declare double    @llvm.trunc.f64(double %Val)
12216       declare x86_fp80  @llvm.trunc.f80(x86_fp80  %Val)
12217       declare fp128     @llvm.trunc.f128(fp128 %Val)
12218       declare ppc_fp128 @llvm.trunc.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12219
12220 Overview:
12221 """""""""
12222
12223 The '``llvm.trunc.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12224 nearest integer not larger in magnitude than the operand.
12225
12226 Arguments:
12227 """"""""""
12228
12229 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12230 type.
12231
12232 Semantics:
12233 """"""""""
12234
12235 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
12236 would, and handles error conditions in the same way.
12237
12238 '``llvm.rint.*``' Intrinsic
12239 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12240
12241 Syntax:
12242 """""""
12243
12244 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.rint`` on any
12245 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12246 all types however.
12247
12248 ::
12249
12250       declare float     @llvm.rint.f32(float  %Val)
12251       declare double    @llvm.rint.f64(double %Val)
12252       declare x86_fp80  @llvm.rint.f80(x86_fp80  %Val)
12253       declare fp128     @llvm.rint.f128(fp128 %Val)
12254       declare ppc_fp128 @llvm.rint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12255
12256 Overview:
12257 """""""""
12258
12259 The '``llvm.rint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12260 nearest integer. It may raise an inexact floating-point exception if the
12261 operand isn't an integer.
12262
12263 Arguments:
12264 """"""""""
12265
12266 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12267 type.
12268
12269 Semantics:
12270 """"""""""
12271
12272 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
12273 would, and handles error conditions in the same way.
12274
12275 '``llvm.nearbyint.*``' Intrinsic
12276 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12277
12278 Syntax:
12279 """""""
12280
12281 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.nearbyint`` on any
12282 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12283 all types however.
12284
12285 ::
12286
12287       declare float     @llvm.nearbyint.f32(float  %Val)
12288       declare double    @llvm.nearbyint.f64(double %Val)
12289       declare x86_fp80  @llvm.nearbyint.f80(x86_fp80  %Val)
12290       declare fp128     @llvm.nearbyint.f128(fp128 %Val)
12291       declare ppc_fp128 @llvm.nearbyint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12292
12293 Overview:
12294 """""""""
12295
12296 The '``llvm.nearbyint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12297 nearest integer.
12298
12299 Arguments:
12300 """"""""""
12301
12302 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12303 type.
12304
12305 Semantics:
12306 """"""""""
12307
12308 This function returns the same values as the libm ``nearbyint``
12309 functions would, and handles error conditions in the same way.
12310
12311 '``llvm.round.*``' Intrinsic
12312 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12313
12314 Syntax:
12315 """""""
12316
12317 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.round`` on any
12318 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12319 all types however.
12320
12321 ::
12322
12323       declare float     @llvm.round.f32(float  %Val)
12324       declare double    @llvm.round.f64(double %Val)
12325       declare x86_fp80  @llvm.round.f80(x86_fp80  %Val)
12326       declare fp128     @llvm.round.f128(fp128 %Val)
12327       declare ppc_fp128 @llvm.round.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12328
12329 Overview:
12330 """""""""
12331
12332 The '``llvm.round.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12333 nearest integer.
12334
12335 Arguments:
12336 """"""""""
12337
12338 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12339 type.
12340
12341 Semantics:
12342 """"""""""
12343
12344 This function returns the same values as the libm ``round``
12345 functions would, and handles error conditions in the same way.
12346
12347 Bit Manipulation Intrinsics
12348 ---------------------------
12349
12350 LLVM provides intrinsics for a few important bit manipulation
12351 operations. These allow efficient code generation for some algorithms.
12352
12353 '``llvm.bitreverse.*``' Intrinsics
12354 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12355
12356 Syntax:
12357 """""""
12358
12359 This is an overloaded intrinsic function. You can use bitreverse on any
12360 integer type.
12361
12362 ::
12363
12364       declare i16 @llvm.bitreverse.i16(i16 <id>)
12365       declare i32 @llvm.bitreverse.i32(i32 <id>)
12366       declare i64 @llvm.bitreverse.i64(i64 <id>)
12367       declare <4 x i32> @llvm.bitreverse.v4i32(<4 x i32> <id>)
12368
12369 Overview:
12370 """""""""
12371
12372 The '``llvm.bitreverse``' family of intrinsics is used to reverse the
12373 bitpattern of an integer value or vector of integer values; for example
12374 ``0b10110110`` becomes ``0b01101101``.
12375
12376 Semantics:
12377 """"""""""
12378
12379 The ``llvm.bitreverse.iN`` intrinsic returns an iN value that has bit
12380 ``M`` in the input moved to bit ``N-M`` in the output. The vector
12381 intrinsics, such as ``llvm.bitreverse.v4i32``, operate on a per-element
12382 basis and the element order is not affected.
12383
12384 '``llvm.bswap.*``' Intrinsics
12385 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12386
12387 Syntax:
12388 """""""
12389
12390 This is an overloaded intrinsic function. You can use bswap on any
12391 integer type that is an even number of bytes (i.e. BitWidth % 16 == 0).
12392
12393 ::
12394
12395       declare i16 @llvm.bswap.i16(i16 <id>)
12396       declare i32 @llvm.bswap.i32(i32 <id>)
12397       declare i64 @llvm.bswap.i64(i64 <id>)
12398       declare <4 x i32> @llvm.bswap.v4i32(<4 x i32> <id>)
12399
12400 Overview:
12401 """""""""
12402
12403 The '``llvm.bswap``' family of intrinsics is used to byte swap an integer
12404 value or vector of integer values with an even number of bytes (positive
12405 multiple of 16 bits).
12406
12407 Semantics:
12408 """"""""""
12409
12410 The ``llvm.bswap.i16`` intrinsic returns an i16 value that has the high
12411 and low byte of the input i16 swapped. Similarly, the ``llvm.bswap.i32``
12412 intrinsic returns an i32 value that has the four bytes of the input i32
12413 swapped, so that if the input bytes are numbered 0, 1, 2, 3 then the
12414 returned i32 will have its bytes in 3, 2, 1, 0 order. The
12415 ``llvm.bswap.i48``, ``llvm.bswap.i64`` and other intrinsics extend this
12416 concept to additional even-byte lengths (6 bytes, 8 bytes and more,
12417 respectively). The vector intrinsics, such as ``llvm.bswap.v4i32``,
12418 operate on a per-element basis and the element order is not affected.
12419
12420 '``llvm.ctpop.*``' Intrinsic
12421 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12422
12423 Syntax:
12424 """""""
12425
12426 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.ctpop on any integer
12427 bit width, or on any vector with integer elements. Not all targets
12428 support all bit widths or vector types, however.
12429
12430 ::
12431
12432       declare i8 @llvm.ctpop.i8(i8  <src>)
12433       declare i16 @llvm.ctpop.i16(i16 <src>)
12434       declare i32 @llvm.ctpop.i32(i32 <src>)
12435       declare i64 @llvm.ctpop.i64(i64 <src>)
12436       declare i256 @llvm.ctpop.i256(i256 <src>)
12437       declare <2 x i32> @llvm.ctpop.v2i32(<2 x i32> <src>)
12438
12439 Overview:
12440 """""""""
12441
12442 The '``llvm.ctpop``' family of intrinsics counts the number of bits set
12443 in a value.
12444
12445 Arguments:
12446 """"""""""
12447
12448 The only argument is the value to be counted. The argument may be of any
12449 integer type, or a vector with integer elements. The return type must
12450 match the argument type.
12451
12452 Semantics:
12453 """"""""""
12454
12455 The '``llvm.ctpop``' intrinsic counts the 1's in a variable, or within
12456 each element of a vector.
12457
12458 '``llvm.ctlz.*``' Intrinsic
12459 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12460
12461 Syntax:
12462 """""""
12463
12464 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ctlz`` on any
12465 integer bit width, or any vector whose elements are integers. Not all
12466 targets support all bit widths or vector types, however.
12467
12468 ::
12469
12470       declare i8   @llvm.ctlz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
12471       declare i16  @llvm.ctlz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12472       declare i32  @llvm.ctlz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12473       declare i64  @llvm.ctlz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12474       declare i256 @llvm.ctlz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
12475       declare <2 x i32> @llvm.ctlz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
12476
12477 Overview:
12478 """""""""
12479
12480 The '``llvm.ctlz``' family of intrinsic functions counts the number of
12481 leading zeros in a variable.
12482
12483 Arguments:
12484 """"""""""
12485
12486 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
12487 any integer type, or a vector with integer element type. The return
12488 type must match the first argument type.
12489
12490 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
12491 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
12492 defined result. Historically some architectures did not provide a
12493 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
12494 now predicated on avoiding zero-value inputs.
12495
12496 Semantics:
12497 """"""""""
12498
12499 The '``llvm.ctlz``' intrinsic counts the leading (most significant)
12500 zeros in a variable, or within each element of the vector. If
12501 ``src == 0`` then the result is the size in bits of the type of ``src``
12502 if ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
12503 ``llvm.ctlz(i32 2) = 30``.
12504
12505 '``llvm.cttz.*``' Intrinsic
12506 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12507
12508 Syntax:
12509 """""""
12510
12511 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cttz`` on any
12512 integer bit width, or any vector of integer elements. Not all targets
12513 support all bit widths or vector types, however.
12514
12515 ::
12516
12517       declare i8   @llvm.cttz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
12518       declare i16  @llvm.cttz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12519       declare i32  @llvm.cttz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12520       declare i64  @llvm.cttz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12521       declare i256 @llvm.cttz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
12522       declare <2 x i32> @llvm.cttz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
12523
12524 Overview:
12525 """""""""
12526
12527 The '``llvm.cttz``' family of intrinsic functions counts the number of
12528 trailing zeros.
12529
12530 Arguments:
12531 """"""""""
12532
12533 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
12534 any integer type, or a vector with integer element type. The return
12535 type must match the first argument type.
12536
12537 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
12538 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
12539 defined result. Historically some architectures did not provide a
12540 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
12541 now predicated on avoiding zero-value inputs.
12542
12543 Semantics:
12544 """"""""""
12545
12546 The '``llvm.cttz``' intrinsic counts the trailing (least significant)
12547 zeros in a variable, or within each element of a vector. If ``src == 0``
12548 then the result is the size in bits of the type of ``src`` if
12549 ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
12550 ``llvm.cttz(2) = 1``.
12551
12552 .. _int_overflow:
12553
12554 '``llvm.fshl.*``' Intrinsic
12555 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12556
12557 Syntax:
12558 """""""
12559
12560 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fshl`` on any
12561 integer bit width or any vector of integer elements. Not all targets
12562 support all bit widths or vector types, however.
12563
12564 ::
12565
12566       declare i8  @llvm.fshl.i8 (i8 %a, i8 %b, i8 %c)
12567       declare i67 @llvm.fshl.i67(i67 %a, i67 %b, i67 %c)
12568       declare <2 x i32> @llvm.fshl.v2i32(<2 x i32> %a, <2 x i32> %b, <2 x i32> %c)
12569
12570 Overview:
12571 """""""""
12572
12573 The '``llvm.fshl``' family of intrinsic functions performs a funnel shift left:
12574 the first two values are concatenated as { %a : %b } (%a is the most significant
12575 bits of the wide value), the combined value is shifted left, and the most
12576 significant bits are extracted to produce a result that is the same size as the
12577 original arguments. If the first 2 arguments are identical, this is equivalent
12578 to a rotate left operation. For vector types, the operation occurs for each
12579 element of the vector. The shift argument is treated as an unsigned amount
12580 modulo the element size of the arguments.
12581
12582 Arguments:
12583 """"""""""
12584
12585 The first two arguments are the values to be concatenated. The third
12586 argument is the shift amount. The arguments may be any integer type or a
12587 vector with integer element type. All arguments and the return value must
12588 have the same type.
12589
12590 Example:
12591 """"""""
12592
12593 .. code-block:: text
12594
12595       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 %x, i8 %y, i8 %z)  ; %r = i8: msb_extract((concat(x, y) << (z % 8)), 8)
12596       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 255, i8 0, i8 15)  ; %r = i8: 128 (0b10000000)
12597       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 15, i8 15, i8 11)  ; %r = i8: 120 (0b01111000)
12598       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 0, i8 255, i8 8)   ; %r = i8: 0   (0b00000000)
12599
12600 '``llvm.fshr.*``' Intrinsic
12601 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12602
12603 Syntax:
12604 """""""
12605
12606 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fshr`` on any
12607 integer bit width or any vector of integer elements. Not all targets
12608 support all bit widths or vector types, however.
12609
12610 ::
12611
12612       declare i8  @llvm.fshr.i8 (i8 %a, i8 %b, i8 %c)
12613       declare i67 @llvm.fshr.i67(i67 %a, i67 %b, i67 %c)
12614       declare <2 x i32> @llvm.fshr.v2i32(<2 x i32> %a, <2 x i32> %b, <2 x i32> %c)
12615
12616 Overview:
12617 """""""""
12618
12619 The '``llvm.fshr``' family of intrinsic functions performs a funnel shift right:
12620 the first two values are concatenated as { %a : %b } (%a is the most significant
12621 bits of the wide value), the combined value is shifted right, and the least
12622 significant bits are extracted to produce a result that is the same size as the
12623 original arguments. If the first 2 arguments are identical, this is equivalent
12624 to a rotate right operation. For vector types, the operation occurs for each
12625 element of the vector. The shift argument is treated as an unsigned amount
12626 modulo the element size of the arguments.
12627
12628 Arguments:
12629 """"""""""
12630
12631 The first two arguments are the values to be concatenated. The third
12632 argument is the shift amount. The arguments may be any integer type or a
12633 vector with integer element type. All arguments and the return value must
12634 have the same type.
12635
12636 Example:
12637 """"""""
12638
12639 .. code-block:: text
12640
12641       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 %x, i8 %y, i8 %z)  ; %r = i8: lsb_extract((concat(x, y) >> (z % 8)), 8)
12642       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 255, i8 0, i8 15)  ; %r = i8: 254 (0b11111110)
12643       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 15, i8 15, i8 11)  ; %r = i8: 225 (0b11100001)
12644       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 0, i8 255, i8 8)   ; %r = i8: 255 (0b11111111)
12645
12646 Arithmetic with Overflow Intrinsics
12647 -----------------------------------
12648
12649 LLVM provides intrinsics for fast arithmetic overflow checking.
12650
12651 Each of these intrinsics returns a two-element struct. The first
12652 element of this struct contains the result of the corresponding
12653 arithmetic operation modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
12654 the result. Therefore, for example, the first element of the struct
12655 returned by ``llvm.sadd.with.overflow.i32`` is always the same as the
12656 result of a 32-bit ``add`` instruction with the same operands, where
12657 the ``add`` is *not* modified by an ``nsw`` or ``nuw`` flag.
12658
12659 The second element of the result is an ``i1`` that is 1 if the
12660 arithmetic operation overflowed and 0 otherwise. An operation
12661 overflows if, for any values of its operands ``A`` and ``B`` and for
12662 any ``N`` larger than the operands' width, ``ext(A op B) to iN`` is
12663 not equal to ``(ext(A) to iN) op (ext(B) to iN)`` where ``ext`` is
12664 ``sext`` for signed overflow and ``zext`` for unsigned overflow, and
12665 ``op`` is the underlying arithmetic operation.
12666
12667 The behavior of these intrinsics is well-defined for all argument
12668 values.
12669
12670 '``llvm.sadd.with.overflow.*``' Intrinsics
12671 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12672
12673 Syntax:
12674 """""""
12675
12676 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.with.overflow``
12677 on any integer bit width or vectors of integers.
12678
12679 ::
12680
12681       declare {i16, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
12682       declare {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
12683       declare {i64, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
12684       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.sadd.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
12685
12686 Overview:
12687 """""""""
12688
12689 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
12690 a signed addition of the two arguments, and indicate whether an overflow
12691 occurred during the signed summation.
12692
12693 Arguments:
12694 """"""""""
12695
12696 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
12697 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
12698 bit width. The second element of the result structure must be of type
12699 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
12700 addition.
12701
12702 Semantics:
12703 """"""""""
12704
12705 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
12706 a signed addition of the two variables. They return a structure --- the
12707 first element of which is the signed summation, and the second element
12708 of which is a bit specifying if the signed summation resulted in an
12709 overflow.
12710
12711 Examples:
12712 """""""""
12713
12714 .. code-block:: llvm
12715
12716       %res = call {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
12717       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
12718       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
12719       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
12720
12721 '``llvm.uadd.with.overflow.*``' Intrinsics
12722 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12723
12724 Syntax:
12725 """""""
12726
12727 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.with.overflow``
12728 on any integer bit width or vectors of integers.
12729
12730 ::
12731
12732       declare {i16, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
12733       declare {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
12734       declare {i64, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
12735       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.uadd.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
12736
12737 Overview:
12738 """""""""
12739
12740 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
12741 an unsigned addition of the two arguments, and indicate whether a carry
12742 occurred during the unsigned summation.
12743
12744 Arguments:
12745 """"""""""
12746
12747 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
12748 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
12749 bit width. The second element of the result structure must be of type
12750 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
12751 addition.
12752
12753 Semantics:
12754 """"""""""
12755
12756 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
12757 an unsigned addition of the two arguments. They return a structure --- the
12758 first element of which is the sum, and the second element of which is a
12759 bit specifying if the unsigned summation resulted in a carry.
12760
12761 Examples:
12762 """""""""
12763
12764 .. code-block:: llvm
12765
12766       %res = call {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
12767       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
12768       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
12769       br i1 %obit, label %carry, label %normal
12770
12771 '``llvm.ssub.with.overflow.*``' Intrinsics
12772 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12773
12774 Syntax:
12775 """""""
12776
12777 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.with.overflow``
12778 on any integer bit width or vectors of integers.
12779
12780 ::
12781
12782       declare {i16, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
12783       declare {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
12784       declare {i64, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
12785       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.ssub.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
12786
12787 Overview:
12788 """""""""
12789
12790 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
12791 a signed subtraction of the two arguments, and indicate whether an
12792 overflow occurred during the signed subtraction.
12793
12794 Arguments:
12795 """"""""""
12796
12797 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
12798 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
12799 bit width. The second element of the result structure must be of type
12800 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
12801 subtraction.
12802
12803 Semantics:
12804 """"""""""
12805
12806 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
12807 a signed subtraction of the two arguments. They return a structure --- the
12808 first element of which is the subtraction, and the second element of
12809 which is a bit specifying if the signed subtraction resulted in an
12810 overflow.
12811
12812 Examples:
12813 """""""""
12814
12815 .. code-block:: llvm
12816
12817       %res = call {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
12818       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
12819       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
12820       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
12821
12822 '``llvm.usub.with.overflow.*``' Intrinsics
12823 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12824
12825 Syntax:
12826 """""""
12827
12828 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.with.overflow``
12829 on any integer bit width or vectors of integers.
12830
12831 ::
12832
12833       declare {i16, i1} @llvm.usub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
12834       declare {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
12835       declare {i64, i1} @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
12836       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.usub.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
12837
12838 Overview:
12839 """""""""
12840
12841 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
12842 an unsigned subtraction of the two arguments, and indicate whether an
12843 overflow occurred during the unsigned subtraction.
12844
12845 Arguments:
12846 """"""""""
12847
12848 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
12849 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
12850 bit width. The second element of the result structure must be of type
12851 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
12852 subtraction.
12853
12854 Semantics:
12855 """"""""""
12856
12857 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
12858 an unsigned subtraction of the two arguments. They return a structure ---
12859 the first element of which is the subtraction, and the second element of
12860 which is a bit specifying if the unsigned subtraction resulted in an
12861 overflow.
12862
12863 Examples:
12864 """""""""
12865
12866 .. code-block:: llvm
12867
12868       %res = call {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
12869       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
12870       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
12871       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
12872
12873 '``llvm.smul.with.overflow.*``' Intrinsics
12874 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12875
12876 Syntax:
12877 """""""
12878
12879 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.with.overflow``
12880 on any integer bit width or vectors of integers.
12881
12882 ::
12883
12884       declare {i16, i1} @llvm.smul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
12885       declare {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
12886       declare {i64, i1} @llvm.smul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
12887       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.smul.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
12888
12889 Overview:
12890 """""""""
12891
12892 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
12893 a signed multiplication of the two arguments, and indicate whether an
12894 overflow occurred during the signed multiplication.
12895
12896 Arguments:
12897 """"""""""
12898
12899 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
12900 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
12901 bit width. The second element of the result structure must be of type
12902 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
12903 multiplication.
12904
12905 Semantics:
12906 """"""""""
12907
12908 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
12909 a signed multiplication of the two arguments. They return a structure ---
12910 the first element of which is the multiplication, and the second element
12911 of which is a bit specifying if the signed multiplication resulted in an
12912 overflow.
12913
12914 Examples:
12915 """""""""
12916
12917 .. code-block:: llvm
12918
12919       %res = call {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
12920       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
12921       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
12922       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
12923
12924 '``llvm.umul.with.overflow.*``' Intrinsics
12925 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12926
12927 Syntax:
12928 """""""
12929
12930 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.with.overflow``
12931 on any integer bit width or vectors of integers.
12932
12933 ::
12934
12935       declare {i16, i1} @llvm.umul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
12936       declare {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
12937       declare {i64, i1} @llvm.umul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
12938       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.umul.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
12939
12940 Overview:
12941 """""""""
12942
12943 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
12944 a unsigned multiplication of the two arguments, and indicate whether an
12945 overflow occurred during the unsigned multiplication.
12946
12947 Arguments:
12948 """"""""""
12949
12950 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
12951 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
12952 bit width. The second element of the result structure must be of type
12953 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
12954 multiplication.
12955
12956 Semantics:
12957 """"""""""
12958
12959 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
12960 an unsigned multiplication of the two arguments. They return a structure ---
12961 the first element of which is the multiplication, and the second
12962 element of which is a bit specifying if the unsigned multiplication
12963 resulted in an overflow.
12964
12965 Examples:
12966 """""""""
12967
12968 .. code-block:: llvm
12969
12970       %res = call {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
12971       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
12972       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
12973       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
12974
12975 Saturation Arithmetic Intrinsics
12976 ---------------------------------
12977
12978 Saturation arithmetic is a version of arithmetic in which operations are
12979 limited to a fixed range between a minimum and maximum value. If the result of
12980 an operation is greater than the maximum value, the result is set (or
12981 "clamped") to this maximum. If it is below the minimum, it is clamped to this
12982 minimum.
12983
12984
12985 '``llvm.sadd.sat.*``' Intrinsics
12986 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12987
12988 Syntax
12989 """""""
12990
12991 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.sat``
12992 on any integer bit width or vectors of integers.
12993
12994 ::
12995
12996       declare i16 @llvm.sadd.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
12997       declare i32 @llvm.sadd.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
12998       declare i64 @llvm.sadd.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
12999       declare <4 x i32> @llvm.sadd.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13000
13001 Overview
13002 """""""""
13003
13004 The '``llvm.sadd.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13005 saturation addition on the 2 arguments.
13006
13007 Arguments
13008 """"""""""
13009
13010 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13011 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13012 values that will undergo signed addition.
13013
13014 Semantics:
13015 """"""""""
13016
13017 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13018 representable by the bit width of the arguments. The minimum value is the
13019 smallest signed value representable by this bit width.
13020
13021
13022 Examples
13023 """""""""
13024
13025 .. code-block:: llvm
13026
13027       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 1, i4 2)  ; %res = 3
13028       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 5, i4 6)  ; %res = 7
13029       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 -4, i4 2)  ; %res = -2
13030       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 -4, i4 -5)  ; %res = -8
13031
13032
13033 '``llvm.uadd.sat.*``' Intrinsics
13034 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13035
13036 Syntax
13037 """""""
13038
13039 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.sat``
13040 on any integer bit width or vectors of integers.
13041
13042 ::
13043
13044       declare i16 @llvm.uadd.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13045       declare i32 @llvm.uadd.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13046       declare i64 @llvm.uadd.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13047       declare <4 x i32> @llvm.uadd.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13048
13049 Overview
13050 """""""""
13051
13052 The '``llvm.uadd.sat``' family of intrinsic functions perform unsigned
13053 saturation addition on the 2 arguments.
13054
13055 Arguments
13056 """"""""""
13057
13058 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13059 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13060 values that will undergo unsigned addition.
13061
13062 Semantics:
13063 """"""""""
13064
13065 The maximum value this operation can clamp to is the largest unsigned value
13066 representable by the bit width of the arguments. Because this is an unsigned
13067 operation, the result will never saturate towards zero.
13068
13069
13070 Examples
13071 """""""""
13072
13073 .. code-block:: llvm
13074
13075       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 1, i4 2)  ; %res = 3
13076       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 5, i4 6)  ; %res = 11
13077       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 8, i4 8)  ; %res = 15
13078
13079
13080 '``llvm.ssub.sat.*``' Intrinsics
13081 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13082
13083 Syntax
13084 """""""
13085
13086 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.sat``
13087 on any integer bit width or vectors of integers.
13088
13089 ::
13090
13091       declare i16 @llvm.ssub.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13092       declare i32 @llvm.ssub.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13093       declare i64 @llvm.ssub.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13094       declare <4 x i32> @llvm.ssub.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13095
13096 Overview
13097 """""""""
13098
13099 The '``llvm.ssub.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13100 saturation subtraction on the 2 arguments.
13101
13102 Arguments
13103 """"""""""
13104
13105 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13106 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13107 values that will undergo signed subtraction.
13108
13109 Semantics:
13110 """"""""""
13111
13112 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13113 representable by the bit width of the arguments. The minimum value is the
13114 smallest signed value representable by this bit width.
13115
13116
13117 Examples
13118 """""""""
13119
13120 .. code-block:: llvm
13121
13122       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 2, i4 1)  ; %res = 1
13123       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 2, i4 6)  ; %res = -4
13124       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 -4, i4 5)  ; %res = -8
13125       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 4, i4 -5)  ; %res = 7
13126
13127
13128 '``llvm.usub.sat.*``' Intrinsics
13129 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13130
13131 Syntax
13132 """""""
13133
13134 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.sat``
13135 on any integer bit width or vectors of integers.
13136
13137 ::
13138
13139       declare i16 @llvm.usub.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13140       declare i32 @llvm.usub.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13141       declare i64 @llvm.usub.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13142       declare <4 x i32> @llvm.usub.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13143
13144 Overview
13145 """""""""
13146
13147 The '``llvm.usub.sat``' family of intrinsic functions perform unsigned
13148 saturation subtraction on the 2 arguments.
13149
13150 Arguments
13151 """"""""""
13152
13153 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13154 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13155 values that will undergo unsigned subtraction.
13156
13157 Semantics:
13158 """"""""""
13159
13160 The minimum value this operation can clamp to is 0, which is the smallest
13161 unsigned value representable by the bit width of the unsigned arguments.
13162 Because this is an unsigned operation, the result will never saturate towards
13163 the largest possible value representable by this bit width.
13164
13165
13166 Examples
13167 """""""""
13168
13169 .. code-block:: llvm
13170
13171       %res = call i4 @llvm.usub.sat.i4(i4 2, i4 1)  ; %res = 1
13172       %res = call i4 @llvm.usub.sat.i4(i4 2, i4 6)  ; %res = 0
13173
13174
13175 Fixed Point Arithmetic Intrinsics
13176 ---------------------------------
13177
13178 A fixed point number represents a real data type for a number that has a fixed
13179 number of digits after a radix point (equivalent to the decimal point '.').
13180 The number of digits after the radix point is referred as the ``scale``. These
13181 are useful for representing fractional values to a specific precision. The
13182 following intrinsics perform fixed point arithmetic operations on 2 operands
13183 of the same scale, specified as the third argument.
13184
13185
13186 '``llvm.smul.fix.*``' Intrinsics
13187 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13188
13189 Syntax
13190 """""""
13191
13192 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.fix``
13193 on any integer bit width or vectors of integers.
13194
13195 ::
13196
13197       declare i16 @llvm.smul.fix.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13198       declare i32 @llvm.smul.fix.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13199       declare i64 @llvm.smul.fix.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13200       declare <4 x i32> @llvm.smul.fix.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13201
13202 Overview
13203 """""""""
13204
13205 The '``llvm.smul.fix``' family of intrinsic functions perform signed
13206 fixed point multiplication on 2 arguments of the same scale.
13207
13208 Arguments
13209 """"""""""
13210
13211 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13212 width, but they must have the same bit width. The arguments may also work with
13213 int vectors of the same length and int size. ``%a`` and ``%b`` are the two
13214 values that will undergo signed fixed point multiplication. The argument
13215 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13216 integer.
13217
13218 Semantics:
13219 """"""""""
13220
13221 This operation performs fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13222 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13223 in the third argument.
13224
13225 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13226 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13227 direction is unspecified.
13228
13229 It is undefined behavior if the result value does not fit within the range of
13230 the fixed point type.
13231
13232
13233 Examples
13234 """""""""
13235
13236 .. code-block:: llvm
13237
13238       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13239       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13240       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 -2, i32 1)  ; %res = -3 (1.5 x -1 = -1.5)
13241
13242       ; The result in the following could be rounded up to -2 or down to -2.5
13243       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 -3, i32 1)  ; %res = -5 (or -4) (1.5 x -1.5 = -2.25)
13244
13245
13246 '``llvm.umul.fix.*``' Intrinsics
13247 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13248
13249 Syntax
13250 """""""
13251
13252 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.fix``
13253 on any integer bit width or vectors of integers.
13254
13255 ::
13256
13257       declare i16 @llvm.umul.fix.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13258       declare i32 @llvm.umul.fix.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13259       declare i64 @llvm.umul.fix.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13260       declare <4 x i32> @llvm.umul.fix.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13261
13262 Overview
13263 """""""""
13264
13265 The '``llvm.umul.fix``' family of intrinsic functions perform unsigned
13266 fixed point multiplication on 2 arguments of the same scale.
13267
13268 Arguments
13269 """"""""""
13270
13271 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13272 width, but they must have the same bit width. The arguments may also work with
13273 int vectors of the same length and int size. ``%a`` and ``%b`` are the two
13274 values that will undergo unsigned fixed point multiplication. The argument
13275 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13276 integer.
13277
13278 Semantics:
13279 """"""""""
13280
13281 This operation performs unsigned fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13282 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13283 in the third argument.
13284
13285 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13286 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13287 direction is unspecified.
13288
13289 It is undefined behavior if the result value does not fit within the range of
13290 the fixed point type.
13291
13292
13293 Examples
13294 """""""""
13295
13296 .. code-block:: llvm
13297
13298       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13299       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13300
13301       ; The result in the following could be rounded down to 3.5 or up to 4
13302       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 15, i4 1, i32 1)  ; %res = 7 (or 8) (7.5 x 0.5 = 3.75)
13303
13304
13305 Specialised Arithmetic Intrinsics
13306 ---------------------------------
13307
13308 '``llvm.canonicalize.*``' Intrinsic
13309 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13310
13311 Syntax:
13312 """""""
13313
13314 ::
13315
13316       declare float @llvm.canonicalize.f32(float %a)
13317       declare double @llvm.canonicalize.f64(double %b)
13318
13319 Overview:
13320 """""""""
13321
13322 The '``llvm.canonicalize.*``' intrinsic returns the platform specific canonical
13323 encoding of a floating-point number. This canonicalization is useful for
13324 implementing certain numeric primitives such as frexp. The canonical encoding is
13325 defined by IEEE-754-2008 to be:
13326
13327 ::
13328
13329       2.1.8 canonical encoding: The preferred encoding of a floating-point
13330       representation in a format. Applied to declets, significands of finite
13331       numbers, infinities, and NaNs, especially in decimal formats.
13332
13333 This operation can also be considered equivalent to the IEEE-754-2008
13334 conversion of a floating-point value to the same format. NaNs are handled
13335 according to section 6.2.
13336
13337 Examples of non-canonical encodings:
13338
13339 - x87 pseudo denormals, pseudo NaNs, pseudo Infinity, Unnormals. These are
13340   converted to a canonical representation per hardware-specific protocol.
13341 - Many normal decimal floating-point numbers have non-canonical alternative
13342   encodings.
13343 - Some machines, like GPUs or ARMv7 NEON, do not support subnormal values.
13344   These are treated as non-canonical encodings of zero and will be flushed to
13345   a zero of the same sign by this operation.
13346
13347 Note that per IEEE-754-2008 6.2, systems that support signaling NaNs with
13348 default exception handling must signal an invalid exception, and produce a
13349 quiet NaN result.
13350
13351 This function should always be implementable as multiplication by 1.0, provided
13352 that the compiler does not constant fold the operation. Likewise, division by
13353 1.0 and ``llvm.minnum(x, x)`` are possible implementations. Addition with
13354 -0.0 is also sufficient provided that the rounding mode is not -Infinity.
13355
13356 ``@llvm.canonicalize`` must preserve the equality relation. That is:
13357
13358 - ``(@llvm.canonicalize(x) == x)`` is equivalent to ``(x == x)``
13359 - ``(@llvm.canonicalize(x) == @llvm.canonicalize(y))`` is equivalent to
13360   to ``(x == y)``
13361
13362 Additionally, the sign of zero must be conserved:
13363 ``@llvm.canonicalize(-0.0) = -0.0`` and ``@llvm.canonicalize(+0.0) = +0.0``
13364
13365 The payload bits of a NaN must be conserved, with two exceptions.
13366 First, environments which use only a single canonical representation of NaN
13367 must perform said canonicalization. Second, SNaNs must be quieted per the
13368 usual methods.
13369
13370 The canonicalization operation may be optimized away if:
13371
13372 - The input is known to be canonical. For example, it was produced by a
13373   floating-point operation that is required by the standard to be canonical.
13374 - The result is consumed only by (or fused with) other floating-point
13375   operations. That is, the bits of the floating-point value are not examined.
13376
13377 '``llvm.fmuladd.*``' Intrinsic
13378 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13379
13380 Syntax:
13381 """""""
13382
13383 ::
13384
13385       declare float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c)
13386       declare double @llvm.fmuladd.f64(double %a, double %b, double %c)
13387
13388 Overview:
13389 """""""""
13390
13391 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsic functions represent multiply-add
13392 expressions that can be fused if the code generator determines that (a) the
13393 target instruction set has support for a fused operation, and (b) that the
13394 fused operation is more efficient than the equivalent, separate pair of mul
13395 and add instructions.
13396
13397 Arguments:
13398 """"""""""
13399
13400 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsics each take three arguments: two
13401 multiplicands, a and b, and an addend c.
13402
13403 Semantics:
13404 """"""""""
13405
13406 The expression:
13407
13408 ::
13409
13410       %0 = call float @llvm.fmuladd.f32(%a, %b, %c)
13411
13412 is equivalent to the expression a \* b + c, except that rounding will
13413 not be performed between the multiplication and addition steps if the
13414 code generator fuses the operations. Fusion is not guaranteed, even if
13415 the target platform supports it. If a fused multiply-add is required the
13416 corresponding llvm.fma.\* intrinsic function should be used
13417 instead. This never sets errno, just as '``llvm.fma.*``'.
13418
13419 Examples:
13420 """""""""
13421
13422 .. code-block:: llvm
13423
13424       %r2 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c) ; yields float:r2 = (a * b) + c
13425
13426
13427 Experimental Vector Reduction Intrinsics
13428 ----------------------------------------
13429
13430 Horizontal reductions of vectors can be expressed using the following
13431 intrinsics. Each one takes a vector operand as an input and applies its
13432 respective operation across all elements of the vector, returning a single
13433 scalar result of the same element type.
13434
13435
13436 '``llvm.experimental.vector.reduce.add.*``' Intrinsic
13437 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13438
13439 Syntax:
13440 """""""
13441
13442 ::
13443
13444       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.add.i32.v4i32(<4 x i32> %a)
13445       declare i64 @llvm.experimental.vector.reduce.add.i64.v2i64(<2 x i64> %a)
13446
13447 Overview:
13448 """""""""
13449
13450 The '``llvm.experimental.vector.reduce.add.*``' intrinsics do an integer ``ADD``
13451 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
13452 the element-type of the vector input.
13453
13454 Arguments:
13455 """"""""""
13456 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13457
13458 '``llvm.experimental.vector.reduce.fadd.*``' Intrinsic
13459 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13460
13461 Syntax:
13462 """""""
13463
13464 ::
13465
13466       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.fadd.f32.v4f32(float %acc, <4 x float> %a)
13467       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.fadd.f64.v2f64(double %acc, <2 x double> %a)
13468
13469 Overview:
13470 """""""""
13471
13472 The '``llvm.experimental.vector.reduce.fadd.*``' intrinsics do a floating-point
13473 ``ADD`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
13474 matches the element-type of the vector input.
13475
13476 If the intrinsic call has fast-math flags, then the reduction will not preserve
13477 the associativity of an equivalent scalarized counterpart. If it does not have
13478 fast-math flags, then the reduction will be *ordered*, implying that the
13479 operation respects the associativity of a scalarized reduction.
13480
13481
13482 Arguments:
13483 """"""""""
13484 The first argument to this intrinsic is a scalar accumulator value, which is
13485 only used when there are no fast-math flags attached. This argument may be undef
13486 when fast-math flags are used.
13487
13488 The second argument must be a vector of floating-point values.
13489
13490 Examples:
13491 """""""""
13492
13493 .. code-block:: llvm
13494
13495       %fast = call fast float @llvm.experimental.vector.reduce.fadd.f32.v4f32(float undef, <4 x float> %input) ; fast reduction
13496       %ord = call float @llvm.experimental.vector.reduce.fadd.f32.v4f32(float %acc, <4 x float> %input) ; ordered reduction
13497
13498
13499 '``llvm.experimental.vector.reduce.mul.*``' Intrinsic
13500 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13501
13502 Syntax:
13503 """""""
13504
13505 ::
13506
13507       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.mul.i32.v4i32(<4 x i32> %a)
13508       declare i64 @llvm.experimental.vector.reduce.mul.i64.v2i64(<2 x i64> %a)
13509
13510 Overview:
13511 """""""""
13512
13513 The '``llvm.experimental.vector.reduce.mul.*``' intrinsics do an integer ``MUL``
13514 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
13515 the element-type of the vector input.
13516
13517 Arguments:
13518 """"""""""
13519 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13520
13521 '``llvm.experimental.vector.reduce.fmul.*``' Intrinsic
13522 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13523
13524 Syntax:
13525 """""""
13526
13527 ::
13528
13529       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.fmul.f32.v4f32(float %acc, <4 x float> %a)
13530       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.fmul.f64.v2f64(double %acc, <2 x double> %a)
13531
13532 Overview:
13533 """""""""
13534
13535 The '``llvm.experimental.vector.reduce.fmul.*``' intrinsics do a floating-point
13536 ``MUL`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
13537 matches the element-type of the vector input.
13538
13539 If the intrinsic call has fast-math flags, then the reduction will not preserve
13540 the associativity of an equivalent scalarized counterpart. If it does not have
13541 fast-math flags, then the reduction will be *ordered*, implying that the
13542 operation respects the associativity of a scalarized reduction.
13543
13544
13545 Arguments:
13546 """"""""""
13547 The first argument to this intrinsic is a scalar accumulator value, which is
13548 only used when there are no fast-math flags attached. This argument may be undef
13549 when fast-math flags are used.
13550
13551 The second argument must be a vector of floating-point values.
13552
13553 Examples:
13554 """""""""
13555
13556 .. code-block:: llvm
13557
13558       %fast = call fast float @llvm.experimental.vector.reduce.fmul.f32.v4f32(float undef, <4 x float> %input) ; fast reduction
13559       %ord = call float @llvm.experimental.vector.reduce.fmul.f32.v4f32(float %acc, <4 x float> %input) ; ordered reduction
13560
13561 '``llvm.experimental.vector.reduce.and.*``' Intrinsic
13562 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13563
13564 Syntax:
13565 """""""
13566
13567 ::
13568
13569       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.and.i32.v4i32(<4 x i32> %a)
13570
13571 Overview:
13572 """""""""
13573
13574 The '``llvm.experimental.vector.reduce.and.*``' intrinsics do a bitwise ``AND``
13575 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
13576 the element-type of the vector input.
13577
13578 Arguments:
13579 """"""""""
13580 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13581
13582 '``llvm.experimental.vector.reduce.or.*``' Intrinsic
13583 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13584
13585 Syntax:
13586 """""""
13587
13588 ::
13589
13590       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.or.i32.v4i32(<4 x i32> %a)
13591
13592 Overview:
13593 """""""""
13594
13595 The '``llvm.experimental.vector.reduce.or.*``' intrinsics do a bitwise ``OR`` reduction
13596 of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches the
13597 element-type of the vector input.
13598
13599 Arguments:
13600 """"""""""
13601 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13602
13603 '``llvm.experimental.vector.reduce.xor.*``' Intrinsic
13604 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13605
13606 Syntax:
13607 """""""
13608
13609 ::
13610
13611       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.xor.i32.v4i32(<4 x i32> %a)
13612
13613 Overview:
13614 """""""""
13615
13616 The '``llvm.experimental.vector.reduce.xor.*``' intrinsics do a bitwise ``XOR``
13617 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
13618 the element-type of the vector input.
13619
13620 Arguments:
13621 """"""""""
13622 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13623
13624 '``llvm.experimental.vector.reduce.smax.*``' Intrinsic
13625 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13626
13627 Syntax:
13628 """""""
13629
13630 ::
13631
13632       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.smax.i32.v4i32(<4 x i32> %a)
13633
13634 Overview:
13635 """""""""
13636
13637 The '``llvm.experimental.vector.reduce.smax.*``' intrinsics do a signed integer
13638 ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
13639 matches the element-type of the vector input.
13640
13641 Arguments:
13642 """"""""""
13643 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13644
13645 '``llvm.experimental.vector.reduce.smin.*``' Intrinsic
13646 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13647
13648 Syntax:
13649 """""""
13650
13651 ::
13652
13653       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.smin.i32.v4i32(<4 x i32> %a)
13654
13655 Overview:
13656 """""""""
13657
13658 The '``llvm.experimental.vector.reduce.smin.*``' intrinsics do a signed integer
13659 ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
13660 matches the element-type of the vector input.
13661
13662 Arguments:
13663 """"""""""
13664 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13665
13666 '``llvm.experimental.vector.reduce.umax.*``' Intrinsic
13667 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13668
13669 Syntax:
13670 """""""
13671
13672 ::
13673
13674       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.umax.i32.v4i32(<4 x i32> %a)
13675
13676 Overview:
13677 """""""""
13678
13679 The '``llvm.experimental.vector.reduce.umax.*``' intrinsics do an unsigned
13680 integer ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The
13681 return type matches the element-type of the vector input.
13682
13683 Arguments:
13684 """"""""""
13685 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13686
13687 '``llvm.experimental.vector.reduce.umin.*``' Intrinsic
13688 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13689
13690 Syntax:
13691 """""""
13692
13693 ::
13694
13695       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.umin.i32.v4i32(<4 x i32> %a)
13696
13697 Overview:
13698 """""""""
13699
13700 The '``llvm.experimental.vector.reduce.umin.*``' intrinsics do an unsigned
13701 integer ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The
13702 return type matches the element-type of the vector input.
13703
13704 Arguments:
13705 """"""""""
13706 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13707
13708 '``llvm.experimental.vector.reduce.fmax.*``' Intrinsic
13709 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13710
13711 Syntax:
13712 """""""
13713
13714 ::
13715
13716       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.fmax.f32.v4f32(<4 x float> %a)
13717       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.fmax.f64.v2f64(<2 x double> %a)
13718
13719 Overview:
13720 """""""""
13721
13722 The '``llvm.experimental.vector.reduce.fmax.*``' intrinsics do a floating-point
13723 ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
13724 matches the element-type of the vector input.
13725
13726 If the intrinsic call has the ``nnan`` fast-math flag then the operation can
13727 assume that NaNs are not present in the input vector.
13728
13729 Arguments:
13730 """"""""""
13731 The argument to this intrinsic must be a vector of floating-point values.
13732
13733 '``llvm.experimental.vector.reduce.fmin.*``' Intrinsic
13734 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13735
13736 Syntax:
13737 """""""
13738
13739 ::
13740
13741       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.fmin.f32.v4f32(<4 x float> %a)
13742       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.fmin.f64.v2f64(<2 x double> %a)
13743
13744 Overview:
13745 """""""""
13746
13747 The '``llvm.experimental.vector.reduce.fmin.*``' intrinsics do a floating-point
13748 ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
13749 matches the element-type of the vector input.
13750
13751 If the intrinsic call has the ``nnan`` fast-math flag then the operation can
13752 assume that NaNs are not present in the input vector.
13753
13754 Arguments:
13755 """"""""""
13756 The argument to this intrinsic must be a vector of floating-point values.
13757
13758 Half Precision Floating-Point Intrinsics
13759 ----------------------------------------
13760
13761 For most target platforms, half precision floating-point is a
13762 storage-only format. This means that it is a dense encoding (in memory)
13763 but does not support computation in the format.
13764
13765 This means that code must first load the half-precision floating-point
13766 value as an i16, then convert it to float with
13767 :ref:`llvm.convert.from.fp16 <int_convert_from_fp16>`. Computation can
13768 then be performed on the float value (including extending to double
13769 etc). To store the value back to memory, it is first converted to float
13770 if needed, then converted to i16 with
13771 :ref:`llvm.convert.to.fp16 <int_convert_to_fp16>`, then storing as an
13772 i16 value.
13773
13774 .. _int_convert_to_fp16:
13775
13776 '``llvm.convert.to.fp16``' Intrinsic
13777 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13778
13779 Syntax:
13780 """""""
13781
13782 ::
13783
13784       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
13785       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f64(double %a)
13786
13787 Overview:
13788 """""""""
13789
13790 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
13791 conventional floating-point type to half precision floating-point format.
13792
13793 Arguments:
13794 """"""""""
13795
13796 The intrinsic function contains single argument - the value to be
13797 converted.
13798
13799 Semantics:
13800 """"""""""
13801
13802 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
13803 conventional floating-point format to half precision floating-point format. The
13804 return value is an ``i16`` which contains the converted number.
13805
13806 Examples:
13807 """""""""
13808
13809 .. code-block:: llvm
13810
13811       %res = call i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
13812       store i16 %res, i16* @x, align 2
13813
13814 .. _int_convert_from_fp16:
13815
13816 '``llvm.convert.from.fp16``' Intrinsic
13817 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13818
13819 Syntax:
13820 """""""
13821
13822 ::
13823
13824       declare float @llvm.convert.from.fp16.f32(i16 %a)
13825       declare double @llvm.convert.from.fp16.f64(i16 %a)
13826
13827 Overview:
13828 """""""""
13829
13830 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
13831 conversion from half precision floating-point format to single precision
13832 floating-point format.
13833
13834 Arguments:
13835 """"""""""
13836
13837 The intrinsic function contains single argument - the value to be
13838 converted.
13839
13840 Semantics:
13841 """"""""""
13842
13843 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
13844 conversion from half single precision floating-point format to single
13845 precision floating-point format. The input half-float value is
13846 represented by an ``i16`` value.
13847
13848 Examples:
13849 """""""""
13850
13851 .. code-block:: llvm
13852
13853       %a = load i16, i16* @x, align 2
13854       %res = call float @llvm.convert.from.fp16(i16 %a)
13855
13856 .. _dbg_intrinsics:
13857
13858 Debugger Intrinsics
13859 -------------------
13860
13861 The LLVM debugger intrinsics (which all start with ``llvm.dbg.``
13862 prefix), are described in the `LLVM Source Level
13863 Debugging <SourceLevelDebugging.html#format-common-intrinsics>`_
13864 document.
13865
13866 Exception Handling Intrinsics
13867 -----------------------------
13868
13869 The LLVM exception handling intrinsics (which all start with
13870 ``llvm.eh.`` prefix), are described in the `LLVM Exception
13871 Handling <ExceptionHandling.html#format-common-intrinsics>`_ document.
13872
13873 .. _int_trampoline:
13874
13875 Trampoline Intrinsics
13876 ---------------------
13877
13878 These intrinsics make it possible to excise one parameter, marked with
13879 the :ref:`nest <nest>` attribute, from a function. The result is a
13880 callable function pointer lacking the nest parameter - the caller does
13881 not need to provide a value for it. Instead, the value to use is stored
13882 in advance in a "trampoline", a block of memory usually allocated on the
13883 stack, which also contains code to splice the nest value into the
13884 argument list. This is used to implement the GCC nested function address
13885 extension.
13886
13887 For example, if the function is ``i32 f(i8* nest %c, i32 %x, i32 %y)``
13888 then the resulting function pointer has signature ``i32 (i32, i32)*``.
13889 It can be created as follows:
13890
13891 .. code-block:: llvm
13892
13893       %tramp = alloca [10 x i8], align 4 ; size and alignment only correct for X86
13894       %tramp1 = getelementptr [10 x i8], [10 x i8]* %tramp, i32 0, i32 0
13895       call i8* @llvm.init.trampoline(i8* %tramp1, i8* bitcast (i32 (i8*, i32, i32)* @f to i8*), i8* %nval)
13896       %p = call i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* %tramp1)
13897       %fp = bitcast i8* %p to i32 (i32, i32)*
13898
13899 The call ``%val = call i32 %fp(i32 %x, i32 %y)`` is then equivalent to
13900 ``%val = call i32 %f(i8* %nval, i32 %x, i32 %y)``.
13901
13902 .. _int_it:
13903
13904 '``llvm.init.trampoline``' Intrinsic
13905 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13906
13907 Syntax:
13908 """""""
13909
13910 ::
13911
13912       declare void @llvm.init.trampoline(i8* <tramp>, i8* <func>, i8* <nval>)
13913
13914 Overview:
13915 """""""""
13916
13917 This fills the memory pointed to by ``tramp`` with executable code,
13918 turning it into a trampoline.
13919
13920 Arguments:
13921 """"""""""
13922
13923 The ``llvm.init.trampoline`` intrinsic takes three arguments, all
13924 pointers. The ``tramp`` argument must point to a sufficiently large and
13925 sufficiently aligned block of memory; this memory is written to by the
13926 intrinsic. Note that the size and the alignment are target-specific -
13927 LLVM currently provides no portable way of determining them, so a
13928 front-end that generates this intrinsic needs to have some
13929 target-specific knowledge. The ``func`` argument must hold a function
13930 bitcast to an ``i8*``.
13931
13932 Semantics:
13933 """"""""""
13934
13935 The block of memory pointed to by ``tramp`` is filled with target
13936 dependent code, turning it into a function. Then ``tramp`` needs to be
13937 passed to :ref:`llvm.adjust.trampoline <int_at>` to get a pointer which can
13938 be :ref:`bitcast (to a new function) and called <int_trampoline>`. The new
13939 function's signature is the same as that of ``func`` with any arguments
13940 marked with the ``nest`` attribute removed. At most one such ``nest``
13941 argument is allowed, and it must be of pointer type. Calling the new
13942 function is equivalent to calling ``func`` with the same argument list,
13943 but with ``nval`` used for the missing ``nest`` argument. If, after
13944 calling ``llvm.init.trampoline``, the memory pointed to by ``tramp`` is
13945 modified, then the effect of any later call to the returned function
13946 pointer is undefined.
13947
13948 .. _int_at:
13949
13950 '``llvm.adjust.trampoline``' Intrinsic
13951 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13952
13953 Syntax:
13954 """""""
13955
13956 ::
13957
13958       declare i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* <tramp>)
13959
13960 Overview:
13961 """""""""
13962
13963 This performs any required machine-specific adjustment to the address of
13964 a trampoline (passed as ``tramp``).
13965
13966 Arguments:
13967 """"""""""
13968
13969 ``tramp`` must point to a block of memory which already has trampoline
13970 code filled in by a previous call to
13971 :ref:`llvm.init.trampoline <int_it>`.
13972
13973 Semantics:
13974 """"""""""
13975
13976 On some architectures the address of the code to be executed needs to be
13977 different than the address where the trampoline is actually stored. This
13978 intrinsic returns the executable address corresponding to ``tramp``
13979 after performing the required machine specific adjustments. The pointer
13980 returned can then be :ref:`bitcast and executed <int_trampoline>`.
13981
13982 .. _int_mload_mstore:
13983
13984 Masked Vector Load and Store Intrinsics
13985 ---------------------------------------
13986
13987 LLVM provides intrinsics for predicated vector load and store operations. The predicate is specified by a mask operand, which holds one bit per vector element, switching the associated vector lane on or off. The memory addresses corresponding to the "off" lanes are not accessed. When all bits of the mask are on, the intrinsic is identical to a regular vector load or store. When all bits are off, no memory is accessed.
13988
13989 .. _int_mload:
13990
13991 '``llvm.masked.load.*``' Intrinsics
13992 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13993
13994 Syntax:
13995 """""""
13996 This is an overloaded intrinsic. The loaded data is a vector of any integer, floating-point or pointer data type.
13997
13998 ::
13999
14000       declare <16 x float>  @llvm.masked.load.v16f32.p0v16f32 (<16 x float>* <ptr>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14001       declare <2 x double>  @llvm.masked.load.v2f64.p0v2f64  (<2 x double>* <ptr>, i32 <alignment>, <2 x i1>  <mask>, <2 x double> <passthru>)
14002       ;; The data is a vector of pointers to double
14003       declare <8 x double*> @llvm.masked.load.v8p0f64.p0v8p0f64    (<8 x double*>* <ptr>, i32 <alignment>, <8 x i1> <mask>, <8 x double*> <passthru>)
14004       ;; The data is a vector of function pointers
14005       declare <8 x i32 ()*> @llvm.masked.load.v8p0f_i32f.p0v8p0f_i32f (<8 x i32 ()*>* <ptr>, i32 <alignment>, <8 x i1> <mask>, <8 x i32 ()*> <passthru>)
14006
14007 Overview:
14008 """""""""
14009
14010 Reads a vector from memory according to the provided mask. The mask holds a bit for each vector lane, and is used to prevent memory accesses to the masked-off lanes. The masked-off lanes in the result vector are taken from the corresponding lanes of the '``passthru``' operand.
14011
14012
14013 Arguments:
14014 """"""""""
14015
14016 The first operand is the base pointer for the load. The second operand is the alignment of the source location. It must be a constant integer value. The third operand, mask, is a vector of boolean values with the same number of elements as the return type. The fourth is a pass-through value that is used to fill the masked-off lanes of the result. The return type, underlying type of the base pointer and the type of the '``passthru``' operand are the same vector types.
14017
14018
14019 Semantics:
14020 """"""""""
14021
14022 The '``llvm.masked.load``' intrinsic is designed for conditional reading of selected vector elements in a single IR operation. It is useful for targets that support vector masked loads and allows vectorizing predicated basic blocks on these targets. Other targets may support this intrinsic differently, for example by lowering it into a sequence of branches that guard scalar load operations.
14023 The result of this operation is equivalent to a regular vector load instruction followed by a 'select' between the loaded and the passthru values, predicated on the same mask. However, using this intrinsic prevents exceptions on memory access to masked-off lanes.
14024
14025
14026 ::
14027
14028        %res = call <16 x float> @llvm.masked.load.v16f32.p0v16f32 (<16 x float>* %ptr, i32 4, <16 x i1>%mask, <16 x float> %passthru)
14029
14030        ;; The result of the two following instructions is identical aside from potential memory access exception
14031        %loadlal = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
14032        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %loadlal, <16 x float> %passthru
14033
14034 .. _int_mstore:
14035
14036 '``llvm.masked.store.*``' Intrinsics
14037 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14038
14039 Syntax:
14040 """""""
14041 This is an overloaded intrinsic. The data stored in memory is a vector of any integer, floating-point or pointer data type.
14042
14043 ::
14044
14045        declare void @llvm.masked.store.v8i32.p0v8i32  (<8  x i32>   <value>, <8  x i32>*   <ptr>, i32 <alignment>,  <8  x i1> <mask>)
14046        declare void @llvm.masked.store.v16f32.p0v16f32 (<16 x float> <value>, <16 x float>* <ptr>, i32 <alignment>,  <16 x i1> <mask>)
14047        ;; The data is a vector of pointers to double
14048        declare void @llvm.masked.store.v8p0f64.p0v8p0f64    (<8 x double*> <value>, <8 x double*>* <ptr>, i32 <alignment>, <8 x i1> <mask>)
14049        ;; The data is a vector of function pointers
14050        declare void @llvm.masked.store.v4p0f_i32f.p0v4p0f_i32f (<4 x i32 ()*> <value>, <4 x i32 ()*>* <ptr>, i32 <alignment>, <4 x i1> <mask>)
14051
14052 Overview:
14053 """""""""
14054
14055 Writes a vector to memory according to the provided mask. The mask holds a bit for each vector lane, and is used to prevent memory accesses to the masked-off lanes.
14056
14057 Arguments:
14058 """"""""""
14059
14060 The first operand is the vector value to be written to memory. The second operand is the base pointer for the store, it has the same underlying type as the value operand. The third operand is the alignment of the destination location. The fourth operand, mask, is a vector of boolean values. The types of the mask and the value operand must have the same number of vector elements.
14061
14062
14063 Semantics:
14064 """"""""""
14065
14066 The '``llvm.masked.store``' intrinsics is designed for conditional writing of selected vector elements in a single IR operation. It is useful for targets that support vector masked store and allows vectorizing predicated basic blocks on these targets. Other targets may support this intrinsic differently, for example by lowering it into a sequence of branches that guard scalar store operations.
14067 The result of this operation is equivalent to a load-modify-store sequence. However, using this intrinsic prevents exceptions and data races on memory access to masked-off lanes.
14068
14069 ::
14070
14071        call void @llvm.masked.store.v16f32.p0v16f32(<16 x float> %value, <16 x float>* %ptr, i32 4,  <16 x i1> %mask)
14072
14073        ;; The result of the following instructions is identical aside from potential data races and memory access exceptions
14074        %oldval = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
14075        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %value, <16 x float> %oldval
14076        store <16 x float> %res, <16 x float>* %ptr, align 4
14077
14078
14079 Masked Vector Gather and Scatter Intrinsics
14080 -------------------------------------------
14081
14082 LLVM provides intrinsics for vector gather and scatter operations. They are similar to :ref:`Masked Vector Load and Store <int_mload_mstore>`, except they are designed for arbitrary memory accesses, rather than sequential memory accesses. Gather and scatter also employ a mask operand, which holds one bit per vector element, switching the associated vector lane on or off. The memory addresses corresponding to the "off" lanes are not accessed. When all bits are off, no memory is accessed.
14083
14084 .. _int_mgather:
14085
14086 '``llvm.masked.gather.*``' Intrinsics
14087 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14088
14089 Syntax:
14090 """""""
14091 This is an overloaded intrinsic. The loaded data are multiple scalar values of any integer, floating-point or pointer data type gathered together into one vector.
14092
14093 ::
14094
14095       declare <16 x float> @llvm.masked.gather.v16f32.v16p0f32   (<16 x float*> <ptrs>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14096       declare <2 x double> @llvm.masked.gather.v2f64.v2p1f64     (<2 x double addrspace(1)*> <ptrs>, i32 <alignment>, <2 x i1>  <mask>, <2 x double> <passthru>)
14097       declare <8 x float*> @llvm.masked.gather.v8p0f32.v8p0p0f32 (<8 x float**> <ptrs>, i32 <alignment>, <8 x i1>  <mask>, <8 x float*> <passthru>)
14098
14099 Overview:
14100 """""""""
14101
14102 Reads scalar values from arbitrary memory locations and gathers them into one vector. The memory locations are provided in the vector of pointers '``ptrs``'. The memory is accessed according to the provided mask. The mask holds a bit for each vector lane, and is used to prevent memory accesses to the masked-off lanes. The masked-off lanes in the result vector are taken from the corresponding lanes of the '``passthru``' operand.
14103
14104
14105 Arguments:
14106 """"""""""
14107
14108 The first operand is a vector of pointers which holds all memory addresses to read. The second operand is an alignment of the source addresses. It must be a constant integer value. The third operand, mask, is a vector of boolean values with the same number of elements as the return type. The fourth is a pass-through value that is used to fill the masked-off lanes of the result. The return type, underlying type of the vector of pointers and the type of the '``passthru``' operand are the same vector types.
14109
14110
14111 Semantics:
14112 """"""""""
14113
14114 The '``llvm.masked.gather``' intrinsic is designed for conditional reading of multiple scalar values from arbitrary memory locations in a single IR operation. It is useful for targets that support vector masked gathers and allows vectorizing basic blocks with data and control divergence. Other targets may support this intrinsic differently, for example by lowering it into a sequence of scalar load operations.
14115 The semantics of this operation are equivalent to a sequence of conditional scalar loads with subsequent gathering all loaded values into a single vector. The mask restricts memory access to certain lanes and facilitates vectorization of predicated basic blocks.
14116
14117
14118 ::
14119
14120        %res = call <4 x double> @llvm.masked.gather.v4f64.v4p0f64 (<4 x double*> %ptrs, i32 8, <4 x i1> <i1 true, i1 true, i1 true, i1 true>, <4 x double> undef)
14121
14122        ;; The gather with all-true mask is equivalent to the following instruction sequence
14123        %ptr0 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 0
14124        %ptr1 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 1
14125        %ptr2 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 2
14126        %ptr3 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 3
14127
14128        %val0 = load double, double* %ptr0, align 8
14129        %val1 = load double, double* %ptr1, align 8
14130        %val2 = load double, double* %ptr2, align 8
14131        %val3 = load double, double* %ptr3, align 8
14132
14133        %vec0    = insertelement <4 x double>undef, %val0, 0
14134        %vec01   = insertelement <4 x double>%vec0, %val1, 1
14135        %vec012  = insertelement <4 x double>%vec01, %val2, 2
14136        %vec0123 = insertelement <4 x double>%vec012, %val3, 3
14137
14138 .. _int_mscatter:
14139
14140 '``llvm.masked.scatter.*``' Intrinsics
14141 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14142
14143 Syntax:
14144 """""""
14145 This is an overloaded intrinsic. The data stored in memory is a vector of any integer, floating-point or pointer data type. Each vector element is stored in an arbitrary memory address. Scatter with overlapping addresses is guaranteed to be ordered from least-significant to most-significant element.
14146
14147 ::
14148
14149        declare void @llvm.masked.scatter.v8i32.v8p0i32     (<8 x i32>     <value>, <8 x i32*>     <ptrs>, i32 <alignment>, <8 x i1>  <mask>)
14150        declare void @llvm.masked.scatter.v16f32.v16p1f32   (<16 x float>  <value>, <16 x float addrspace(1)*>  <ptrs>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>)
14151        declare void @llvm.masked.scatter.v4p0f64.v4p0p0f64 (<4 x double*> <value>, <4 x double**> <ptrs>, i32 <alignment>, <4 x i1>  <mask>)
14152
14153 Overview:
14154 """""""""
14155
14156 Writes each element from the value vector to the corresponding memory address. The memory addresses are represented as a vector of pointers. Writing is done according to the provided mask. The mask holds a bit for each vector lane, and is used to prevent memory accesses to the masked-off lanes.
14157
14158 Arguments:
14159 """"""""""
14160
14161 The first operand is a vector value to be written to memory. The second operand is a vector of pointers, pointing to where the value elements should be stored. It has the same underlying type as the value operand. The third operand is an alignment of the destination addresses. The fourth operand, mask, is a vector of boolean values. The types of the mask and the value operand must have the same number of vector elements.
14162
14163
14164 Semantics:
14165 """"""""""
14166
14167 The '``llvm.masked.scatter``' intrinsics is designed for writing selected vector elements to arbitrary memory addresses in a single IR operation. The operation may be conditional, when not all bits in the mask are switched on. It is useful for targets that support vector masked scatter and allows vectorizing basic blocks with data and control divergence. Other targets may support this intrinsic differently, for example by lowering it into a sequence of branches that guard scalar store operations.
14168
14169 ::
14170
14171        ;; This instruction unconditionally stores data vector in multiple addresses
14172        call @llvm.masked.scatter.v8i32.v8p0i32 (<8 x i32> %value, <8 x i32*> %ptrs, i32 4,  <8 x i1>  <true, true, .. true>)
14173
14174        ;; It is equivalent to a list of scalar stores
14175        %val0 = extractelement <8 x i32> %value, i32 0
14176        %val1 = extractelement <8 x i32> %value, i32 1
14177        ..
14178        %val7 = extractelement <8 x i32> %value, i32 7
14179        %ptr0 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 0
14180        %ptr1 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 1
14181        ..
14182        %ptr7 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 7
14183        ;; Note: the order of the following stores is important when they overlap:
14184        store i32 %val0, i32* %ptr0, align 4
14185        store i32 %val1, i32* %ptr1, align 4
14186        ..
14187        store i32 %val7, i32* %ptr7, align 4
14188
14189
14190 Masked Vector Expanding Load and Compressing Store Intrinsics
14191 -------------------------------------------------------------
14192
14193 LLVM provides intrinsics for expanding load and compressing store operations. Data selected from a vector according to a mask is stored in consecutive memory addresses (compressed store), and vice-versa (expanding load). These operations effective map to "if (cond.i) a[j++] = v.i" and "if (cond.i) v.i = a[j++]" patterns, respectively. Note that when the mask starts with '1' bits followed by '0' bits, these operations are identical to :ref:`llvm.masked.store <int_mstore>` and :ref:`llvm.masked.load <int_mload>`.
14194
14195 .. _int_expandload:
14196
14197 '``llvm.masked.expandload.*``' Intrinsics
14198 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14199
14200 Syntax:
14201 """""""
14202 This is an overloaded intrinsic. Several values of integer, floating point or pointer data type are loaded from consecutive memory addresses and stored into the elements of a vector according to the mask.
14203
14204 ::
14205
14206       declare <16 x float>  @llvm.masked.expandload.v16f32 (float* <ptr>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14207       declare <2 x i64>     @llvm.masked.expandload.v2i64 (i64* <ptr>, <2 x i1>  <mask>, <2 x i64> <passthru>)
14208
14209 Overview:
14210 """""""""
14211
14212 Reads a number of scalar values sequentially from memory location provided in '``ptr``' and spreads them in a vector. The '``mask``' holds a bit for each vector lane. The number of elements read from memory is equal to the number of '1' bits in the mask. The loaded elements are positioned in the destination vector according to the sequence of '1' and '0' bits in the mask. E.g., if the mask vector is '10010001', "explandload" reads 3 values from memory addresses ptr, ptr+1, ptr+2 and places them in lanes 0, 3 and 7 accordingly. The masked-off lanes are filled by elements from the corresponding lanes of the '``passthru``' operand.
14213
14214
14215 Arguments:
14216 """"""""""
14217
14218 The first operand is the base pointer for the load. It has the same underlying type as the element of the returned vector. The second operand, mask, is a vector of boolean values with the same number of elements as the return type. The third is a pass-through value that is used to fill the masked-off lanes of the result. The return type and the type of the '``passthru``' operand have the same vector type.
14219
14220 Semantics:
14221 """"""""""
14222
14223 The '``llvm.masked.expandload``' intrinsic is designed for reading multiple scalar values from adjacent memory addresses into possibly non-adjacent vector lanes. It is useful for targets that support vector expanding loads and allows vectorizing loop with cross-iteration dependency like in the following example:
14224
14225 .. code-block:: c
14226
14227     // In this loop we load from B and spread the elements into array A.
14228     double *A, B; int *C;
14229     for (int i = 0; i < size; ++i) {
14230       if (C[i] != 0)
14231         A[i] = B[j++];
14232     }
14233
14234
14235 .. code-block:: llvm
14236
14237     ; Load several elements from array B and expand them in a vector.
14238     ; The number of loaded elements is equal to the number of '1' elements in the Mask.
14239     %Tmp = call <8 x double> @llvm.masked.expandload.v8f64(double* %Bptr, <8 x i1> %Mask, <8 x double> undef)
14240     ; Store the result in A
14241     call void @llvm.masked.store.v8f64.p0v8f64(<8 x double> %Tmp, <8 x double>* %Aptr, i32 8, <8 x i1> %Mask)
14242
14243     ; %Bptr should be increased on each iteration according to the number of '1' elements in the Mask.
14244     %MaskI = bitcast <8 x i1> %Mask to i8
14245     %MaskIPopcnt = call i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %MaskI)
14246     %MaskI64 = zext i8 %MaskIPopcnt to i64
14247     %BNextInd = add i64 %BInd, %MaskI64
14248
14249
14250 Other targets may support this intrinsic differently, for example, by lowering it into a sequence of conditional scalar load operations and shuffles.
14251 If all mask elements are '1', the intrinsic behavior is equivalent to the regular unmasked vector load.
14252
14253 .. _int_compressstore:
14254
14255 '``llvm.masked.compressstore.*``' Intrinsics
14256 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14257
14258 Syntax:
14259 """""""
14260 This is an overloaded intrinsic. A number of scalar values of integer, floating point or pointer data type are collected from an input vector and stored into adjacent memory addresses. A mask defines which elements to collect from the vector.
14261
14262 ::
14263
14264       declare void @llvm.masked.compressstore.v8i32  (<8  x i32>   <value>, i32*   <ptr>, <8  x i1> <mask>)
14265       declare void @llvm.masked.compressstore.v16f32 (<16 x float> <value>, float* <ptr>, <16 x i1> <mask>)
14266
14267 Overview:
14268 """""""""
14269
14270 Selects elements from input vector '``value``' according to the '``mask``'. All selected elements are written into adjacent memory addresses starting at address '`ptr`', from lower to higher. The mask holds a bit for each vector lane, and is used to select elements to be stored. The number of elements to be stored is equal to the number of active bits in the mask.
14271
14272 Arguments:
14273 """"""""""
14274
14275 The first operand is the input vector, from which elements are collected and written to memory. The second operand is the base pointer for the store, it has the same underlying type as the element of the input vector operand. The third operand is the mask, a vector of boolean values. The mask and the input vector must have the same number of vector elements.
14276
14277
14278 Semantics:
14279 """"""""""
14280
14281 The '``llvm.masked.compressstore``' intrinsic is designed for compressing data in memory. It allows to collect elements from possibly non-adjacent lanes of a vector and store them contiguously in memory in one IR operation. It is useful for targets that support compressing store operations and allows vectorizing loops with cross-iteration dependences like in the following example:
14282
14283 .. code-block:: c
14284
14285     // In this loop we load elements from A and store them consecutively in B
14286     double *A, B; int *C;
14287     for (int i = 0; i < size; ++i) {
14288       if (C[i] != 0)
14289         B[j++] = A[i]
14290     }
14291
14292
14293 .. code-block:: llvm
14294
14295     ; Load elements from A.
14296     %Tmp = call <8 x double> @llvm.masked.load.v8f64.p0v8f64(<8 x double>* %Aptr, i32 8, <8 x i1> %Mask, <8 x double> undef)
14297     ; Store all selected elements consecutively in array B
14298     call <void> @llvm.masked.compressstore.v8f64(<8 x double> %Tmp, double* %Bptr, <8 x i1> %Mask)
14299
14300     ; %Bptr should be increased on each iteration according to the number of '1' elements in the Mask.
14301     %MaskI = bitcast <8 x i1> %Mask to i8
14302     %MaskIPopcnt = call i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %MaskI)
14303     %MaskI64 = zext i8 %MaskIPopcnt to i64
14304     %BNextInd = add i64 %BInd, %MaskI64
14305
14306
14307 Other targets may support this intrinsic differently, for example, by lowering it into a sequence of branches that guard scalar store operations.
14308
14309
14310 Memory Use Markers
14311 ------------------
14312
14313 This class of intrinsics provides information about the lifetime of
14314 memory objects and ranges where variables are immutable.
14315
14316 .. _int_lifestart:
14317
14318 '``llvm.lifetime.start``' Intrinsic
14319 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14320
14321 Syntax:
14322 """""""
14323
14324 ::
14325
14326       declare void @llvm.lifetime.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14327
14328 Overview:
14329 """""""""
14330
14331 The '``llvm.lifetime.start``' intrinsic specifies the start of a memory
14332 object's lifetime.
14333
14334 Arguments:
14335 """"""""""
14336
14337 The first argument is a constant integer representing the size of the
14338 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14339 to the object.
14340
14341 Semantics:
14342 """"""""""
14343
14344 This intrinsic indicates that before this point in the code, the value
14345 of the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known
14346 to never be used and has an undefined value. A load from the pointer
14347 that precedes this intrinsic can be replaced with ``'undef'``.
14348
14349 .. _int_lifeend:
14350
14351 '``llvm.lifetime.end``' Intrinsic
14352 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14353
14354 Syntax:
14355 """""""
14356
14357 ::
14358
14359       declare void @llvm.lifetime.end(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14360
14361 Overview:
14362 """""""""
14363
14364 The '``llvm.lifetime.end``' intrinsic specifies the end of a memory
14365 object's lifetime.
14366
14367 Arguments:
14368 """"""""""
14369
14370 The first argument is a constant integer representing the size of the
14371 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14372 to the object.
14373
14374 Semantics:
14375 """"""""""
14376
14377 This intrinsic indicates that after this point in the code, the value of
14378 the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known to
14379 never be used and has an undefined value. Any stores into the memory
14380 object following this intrinsic may be removed as dead.
14381
14382 '``llvm.invariant.start``' Intrinsic
14383 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14384
14385 Syntax:
14386 """""""
14387 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address space.
14388
14389 ::
14390
14391       declare {}* @llvm.invariant.start.p0i8(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14392
14393 Overview:
14394 """""""""
14395
14396 The '``llvm.invariant.start``' intrinsic specifies that the contents of
14397 a memory object will not change.
14398
14399 Arguments:
14400 """"""""""
14401
14402 The first argument is a constant integer representing the size of the
14403 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14404 to the object.
14405
14406 Semantics:
14407 """"""""""
14408
14409 This intrinsic indicates that until an ``llvm.invariant.end`` that uses
14410 the return value, the referenced memory location is constant and
14411 unchanging.
14412
14413 '``llvm.invariant.end``' Intrinsic
14414 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14415
14416 Syntax:
14417 """""""
14418 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address space.
14419
14420 ::
14421
14422       declare void @llvm.invariant.end.p0i8({}* <start>, i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14423
14424 Overview:
14425 """""""""
14426
14427 The '``llvm.invariant.end``' intrinsic specifies that the contents of a
14428 memory object are mutable.
14429
14430 Arguments:
14431 """"""""""
14432
14433 The first argument is the matching ``llvm.invariant.start`` intrinsic.
14434 The second argument is a constant integer representing the size of the
14435 object, or -1 if it is variable sized and the third argument is a
14436 pointer to the object.
14437
14438 Semantics:
14439 """"""""""
14440
14441 This intrinsic indicates that the memory is mutable again.
14442
14443 '``llvm.launder.invariant.group``' Intrinsic
14444 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14445
14446 Syntax:
14447 """""""
14448 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address
14449 space. The returned pointer must belong to the same address space as the
14450 argument.
14451
14452 ::
14453
14454       declare i8* @llvm.launder.invariant.group.p0i8(i8* <ptr>)
14455
14456 Overview:
14457 """""""""
14458
14459 The '``llvm.launder.invariant.group``' intrinsic can be used when an invariant
14460 established by ``invariant.group`` metadata no longer holds, to obtain a new
14461 pointer value that carries fresh invariant group information. It is an
14462 experimental intrinsic, which means that its semantics might change in the
14463 future.
14464
14465
14466 Arguments:
14467 """"""""""
14468
14469 The ``llvm.launder.invariant.group`` takes only one argument, which is a pointer
14470 to the memory.
14471
14472 Semantics:
14473 """"""""""
14474
14475 Returns another pointer that aliases its argument but which is considered different
14476 for the purposes of ``load``/``store`` ``invariant.group`` metadata.
14477 It does not read any accessible memory and the execution can be speculated.
14478
14479 '``llvm.strip.invariant.group``' Intrinsic
14480 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14481
14482 Syntax:
14483 """""""
14484 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address
14485 space. The returned pointer must belong to the same address space as the
14486 argument.
14487
14488 ::
14489
14490       declare i8* @llvm.strip.invariant.group.p0i8(i8* <ptr>)
14491
14492 Overview:
14493 """""""""
14494
14495 The '``llvm.strip.invariant.group``' intrinsic can be used when an invariant
14496 established by ``invariant.group`` metadata no longer holds, to obtain a new pointer
14497 value that does not carry the invariant information. It is an experimental
14498 intrinsic, which means that its semantics might change in the future.
14499
14500
14501 Arguments:
14502 """"""""""
14503
14504 The ``llvm.strip.invariant.group`` takes only one argument, which is a pointer
14505 to the memory.
14506
14507 Semantics:
14508 """"""""""
14509
14510 Returns another pointer that aliases its argument but which has no associated
14511 ``invariant.group`` metadata.
14512 It does not read any memory and can be speculated.
14513
14514
14515
14516 .. _constrainedfp:
14517
14518 Constrained Floating-Point Intrinsics
14519 -------------------------------------
14520
14521 These intrinsics are used to provide special handling of floating-point
14522 operations when specific rounding mode or floating-point exception behavior is
14523 required.  By default, LLVM optimization passes assume that the rounding mode is
14524 round-to-nearest and that floating-point exceptions will not be monitored.
14525 Constrained FP intrinsics are used to support non-default rounding modes and
14526 accurately preserve exception behavior without compromising LLVM's ability to
14527 optimize FP code when the default behavior is used.
14528
14529 Each of these intrinsics corresponds to a normal floating-point operation.  The
14530 first two arguments and the return value are the same as the corresponding FP
14531 operation.
14532
14533 The third argument is a metadata argument specifying the rounding mode to be
14534 assumed. This argument must be one of the following strings:
14535
14536 ::
14537
14538       "round.dynamic"
14539       "round.tonearest"
14540       "round.downward"
14541       "round.upward"
14542       "round.towardzero"
14543
14544 If this argument is "round.dynamic" optimization passes must assume that the
14545 rounding mode is unknown and may change at runtime.  No transformations that
14546 depend on rounding mode may be performed in this case.
14547
14548 The other possible values for the rounding mode argument correspond to the
14549 similarly named IEEE rounding modes.  If the argument is any of these values
14550 optimization passes may perform transformations as long as they are consistent
14551 with the specified rounding mode.
14552
14553 For example, 'x-0'->'x' is not a valid transformation if the rounding mode is
14554 "round.downward" or "round.dynamic" because if the value of 'x' is +0 then
14555 'x-0' should evaluate to '-0' when rounding downward.  However, this
14556 transformation is legal for all other rounding modes.
14557
14558 For values other than "round.dynamic" optimization passes may assume that the
14559 actual runtime rounding mode (as defined in a target-specific manner) matches
14560 the specified rounding mode, but this is not guaranteed.  Using a specific
14561 non-dynamic rounding mode which does not match the actual rounding mode at
14562 runtime results in undefined behavior.
14563
14564 The fourth argument to the constrained floating-point intrinsics specifies the
14565 required exception behavior.  This argument must be one of the following
14566 strings:
14567
14568 ::
14569
14570       "fpexcept.ignore"
14571       "fpexcept.maytrap"
14572       "fpexcept.strict"
14573
14574 If this argument is "fpexcept.ignore" optimization passes may assume that the
14575 exception status flags will not be read and that floating-point exceptions will
14576 be masked.  This allows transformations to be performed that may change the
14577 exception semantics of the original code.  For example, FP operations may be
14578 speculatively executed in this case whereas they must not be for either of the
14579 other possible values of this argument.
14580
14581 If the exception behavior argument is "fpexcept.maytrap" optimization passes
14582 must avoid transformations that may raise exceptions that would not have been
14583 raised by the original code (such as speculatively executing FP operations), but
14584 passes are not required to preserve all exceptions that are implied by the
14585 original code.  For example, exceptions may be potentially hidden by constant
14586 folding.
14587
14588 If the exception behavior argument is "fpexcept.strict" all transformations must
14589 strictly preserve the floating-point exception semantics of the original code.
14590 Any FP exception that would have been raised by the original code must be raised
14591 by the transformed code, and the transformed code must not raise any FP
14592 exceptions that would not have been raised by the original code.  This is the
14593 exception behavior argument that will be used if the code being compiled reads
14594 the FP exception status flags, but this mode can also be used with code that
14595 unmasks FP exceptions.
14596
14597 The number and order of floating-point exceptions is NOT guaranteed.  For
14598 example, a series of FP operations that each may raise exceptions may be
14599 vectorized into a single instruction that raises each unique exception a single
14600 time.
14601
14602
14603 '``llvm.experimental.constrained.fadd``' Intrinsic
14604 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14605
14606 Syntax:
14607 """""""
14608
14609 ::
14610
14611       declare <type>
14612       @llvm.experimental.constrained.fadd(<type> <op1>, <type> <op2>,
14613                                           metadata <rounding mode>,
14614                                           metadata <exception behavior>)
14615
14616 Overview:
14617 """""""""
14618
14619 The '``llvm.experimental.constrained.fadd``' intrinsic returns the sum of its
14620 two operands.
14621
14622
14623 Arguments:
14624 """"""""""
14625
14626 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fadd``'
14627 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
14628 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
14629
14630 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
14631 behavior as described above.
14632
14633 Semantics:
14634 """"""""""
14635
14636 The value produced is the floating-point sum of the two value operands and has
14637 the same type as the operands.
14638
14639
14640 '``llvm.experimental.constrained.fsub``' Intrinsic
14641 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14642
14643 Syntax:
14644 """""""
14645
14646 ::
14647
14648       declare <type>
14649       @llvm.experimental.constrained.fsub(<type> <op1>, <type> <op2>,
14650                                           metadata <rounding mode>,
14651                                           metadata <exception behavior>)
14652
14653 Overview:
14654 """""""""
14655
14656 The '``llvm.experimental.constrained.fsub``' intrinsic returns the difference
14657 of its two operands.
14658
14659
14660 Arguments:
14661 """"""""""
14662
14663 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fsub``'
14664 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
14665 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
14666
14667 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
14668 behavior as described above.
14669
14670 Semantics:
14671 """"""""""
14672
14673 The value produced is the floating-point difference of the two value operands
14674 and has the same type as the operands.
14675
14676
14677 '``llvm.experimental.constrained.fmul``' Intrinsic
14678 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14679
14680 Syntax:
14681 """""""
14682
14683 ::
14684
14685       declare <type>
14686       @llvm.experimental.constrained.fmul(<type> <op1>, <type> <op2>,
14687                                           metadata <rounding mode>,
14688                                           metadata <exception behavior>)
14689
14690 Overview:
14691 """""""""
14692
14693 The '``llvm.experimental.constrained.fmul``' intrinsic returns the product of
14694 its two operands.
14695
14696
14697 Arguments:
14698 """"""""""
14699
14700 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fmul``'
14701 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
14702 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
14703
14704 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
14705 behavior as described above.
14706
14707 Semantics:
14708 """"""""""
14709
14710 The value produced is the floating-point product of the two value operands and
14711 has the same type as the operands.
14712
14713
14714 '``llvm.experimental.constrained.fdiv``' Intrinsic
14715 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14716
14717 Syntax:
14718 """""""
14719
14720 ::
14721
14722       declare <type>
14723       @llvm.experimental.constrained.fdiv(<type> <op1>, <type> <op2>,
14724                                           metadata <rounding mode>,
14725                                           metadata <exception behavior>)
14726
14727 Overview:
14728 """""""""
14729
14730 The '``llvm.experimental.constrained.fdiv``' intrinsic returns the quotient of
14731 its two operands.
14732
14733
14734 Arguments:
14735 """"""""""
14736
14737 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fdiv``'
14738 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
14739 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
14740
14741 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
14742 behavior as described above.
14743
14744 Semantics:
14745 """"""""""
14746
14747 The value produced is the floating-point quotient of the two value operands and
14748 has the same type as the operands.
14749
14750
14751 '``llvm.experimental.constrained.frem``' Intrinsic
14752 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14753
14754 Syntax:
14755 """""""
14756
14757 ::
14758
14759       declare <type>
14760       @llvm.experimental.constrained.frem(<type> <op1>, <type> <op2>,
14761                                           metadata <rounding mode>,
14762                                           metadata <exception behavior>)
14763
14764 Overview:
14765 """""""""
14766
14767 The '``llvm.experimental.constrained.frem``' intrinsic returns the remainder
14768 from the division of its two operands.
14769
14770
14771 Arguments:
14772 """"""""""
14773
14774 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.frem``'
14775 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
14776 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
14777
14778 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
14779 behavior as described above.  The rounding mode argument has no effect, since
14780 the result of frem is never rounded, but the argument is included for
14781 consistency with the other constrained floating-point intrinsics.
14782
14783 Semantics:
14784 """"""""""
14785
14786 The value produced is the floating-point remainder from the division of the two
14787 value operands and has the same type as the operands.  The remainder has the
14788 same sign as the dividend.
14789
14790 '``llvm.experimental.constrained.fma``' Intrinsic
14791 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14792
14793 Syntax:
14794 """""""
14795
14796 ::
14797
14798       declare <type>
14799       @llvm.experimental.constrained.fma(<type> <op1>, <type> <op2>, <type> <op3>,
14800                                           metadata <rounding mode>,
14801                                           metadata <exception behavior>)
14802
14803 Overview:
14804 """""""""
14805
14806 The '``llvm.experimental.constrained.fma``' intrinsic returns the result of a
14807 fused-multiply-add operation on its operands.
14808
14809 Arguments:
14810 """"""""""
14811
14812 The first three arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fma``'
14813 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector
14814 <t_vector>` of floating-point values. All arguments must have identical types.
14815
14816 The fourth and fifth arguments specify the rounding mode and exception behavior
14817 as described above.
14818
14819 Semantics:
14820 """"""""""
14821
14822 The result produced is the product of the first two operands added to the third
14823 operand computed with infinite precision, and then rounded to the target
14824 precision.
14825
14826 Constrained libm-equivalent Intrinsics
14827 --------------------------------------
14828
14829 In addition to the basic floating-point operations for which constrained
14830 intrinsics are described above, there are constrained versions of various
14831 operations which provide equivalent behavior to a corresponding libm function.
14832 These intrinsics allow the precise behavior of these operations with respect to
14833 rounding mode and exception behavior to be controlled.
14834
14835 As with the basic constrained floating-point intrinsics, the rounding mode
14836 and exception behavior arguments only control the behavior of the optimizer.
14837 They do not change the runtime floating-point environment.
14838
14839
14840 '``llvm.experimental.constrained.sqrt``' Intrinsic
14841 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14842
14843 Syntax:
14844 """""""
14845
14846 ::
14847
14848       declare <type>
14849       @llvm.experimental.constrained.sqrt(<type> <op1>,
14850                                           metadata <rounding mode>,
14851                                           metadata <exception behavior>)
14852
14853 Overview:
14854 """""""""
14855
14856 The '``llvm.experimental.constrained.sqrt``' intrinsic returns the square root
14857 of the specified value, returning the same value as the libm '``sqrt``'
14858 functions would, but without setting ``errno``.
14859
14860 Arguments:
14861 """"""""""
14862
14863 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
14864 type.
14865
14866 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
14867 behavior as described above.
14868
14869 Semantics:
14870 """"""""""
14871
14872 This function returns the nonnegative square root of the specified value.
14873 If the value is less than negative zero, a floating-point exception occurs
14874 and the return value is architecture specific.
14875
14876
14877 '``llvm.experimental.constrained.pow``' Intrinsic
14878 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14879
14880 Syntax:
14881 """""""
14882
14883 ::
14884
14885       declare <type>
14886       @llvm.experimental.constrained.pow(<type> <op1>, <type> <op2>,
14887                                          metadata <rounding mode>,
14888                                          metadata <exception behavior>)
14889
14890 Overview:
14891 """""""""
14892
14893 The '``llvm.experimental.constrained.pow``' intrinsic returns the first operand
14894 raised to the (positive or negative) power specified by the second operand.
14895
14896 Arguments:
14897 """"""""""
14898
14899 The first two arguments and the return value are floating-point numbers of the
14900 same type.  The second argument specifies the power to which the first argument
14901 should be raised.
14902
14903 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
14904 behavior as described above.
14905
14906 Semantics:
14907 """"""""""
14908
14909 This function returns the first value raised to the second power,
14910 returning the same values as the libm ``pow`` functions would, and
14911 handles error conditions in the same way.
14912
14913
14914 '``llvm.experimental.constrained.powi``' Intrinsic
14915 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14916
14917 Syntax:
14918 """""""
14919
14920 ::
14921
14922       declare <type>
14923       @llvm.experimental.constrained.powi(<type> <op1>, i32 <op2>,
14924                                           metadata <rounding mode>,
14925                                           metadata <exception behavior>)
14926
14927 Overview:
14928 """""""""
14929
14930 The '``llvm.experimental.constrained.powi``' intrinsic returns the first operand
14931 raised to the (positive or negative) power specified by the second operand. The
14932 order of evaluation of multiplications is not defined. When a vector of
14933 floating-point type is used, the second argument remains a scalar integer value.
14934
14935
14936 Arguments:
14937 """"""""""
14938
14939 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
14940 type.  The second argument is a 32-bit signed integer specifying the power to
14941 which the first argument should be raised.
14942
14943 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
14944 behavior as described above.
14945
14946 Semantics:
14947 """"""""""
14948
14949 This function returns the first value raised to the second power with an
14950 unspecified sequence of rounding operations.
14951
14952
14953 '``llvm.experimental.constrained.sin``' Intrinsic
14954 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14955
14956 Syntax:
14957 """""""
14958
14959 ::
14960
14961       declare <type>
14962       @llvm.experimental.constrained.sin(<type> <op1>,
14963                                          metadata <rounding mode>,
14964                                          metadata <exception behavior>)
14965
14966 Overview:
14967 """""""""
14968
14969 The '``llvm.experimental.constrained.sin``' intrinsic returns the sine of the
14970 first operand.
14971
14972 Arguments:
14973 """"""""""
14974
14975 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
14976 type.
14977
14978 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
14979 behavior as described above.
14980
14981 Semantics:
14982 """"""""""
14983
14984 This function returns the sine of the specified operand, returning the
14985 same values as the libm ``sin`` functions would, and handles error
14986 conditions in the same way.
14987
14988
14989 '``llvm.experimental.constrained.cos``' Intrinsic
14990 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14991
14992 Syntax:
14993 """""""
14994
14995 ::
14996
14997       declare <type>
14998       @llvm.experimental.constrained.cos(<type> <op1>,
14999                                          metadata <rounding mode>,
15000                                          metadata <exception behavior>)
15001
15002 Overview:
15003 """""""""
15004
15005 The '``llvm.experimental.constrained.cos``' intrinsic returns the cosine of the
15006 first operand.
15007
15008 Arguments:
15009 """"""""""
15010
15011 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
15012 type.
15013
15014 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15015 behavior as described above.
15016
15017 Semantics:
15018 """"""""""
15019
15020 This function returns the cosine of the specified operand, returning the
15021 same values as the libm ``cos`` functions would, and handles error
15022 conditions in the same way.
15023
15024
15025 '``llvm.experimental.constrained.exp``' Intrinsic
15026 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15027
15028 Syntax:
15029 """""""
15030
15031 ::
15032
15033       declare <type>
15034       @llvm.experimental.constrained.exp(<type> <op1>,
15035                                          metadata <rounding mode>,
15036                                          metadata <exception behavior>)
15037
15038 Overview:
15039 """""""""
15040
15041 The '``llvm.experimental.constrained.exp``' intrinsic computes the base-e
15042 exponential of the specified value.
15043
15044 Arguments:
15045 """"""""""
15046
15047 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15048 type.
15049
15050 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15051 behavior as described above.
15052
15053 Semantics:
15054 """"""""""
15055
15056 This function returns the same values as the libm ``exp`` functions
15057 would, and handles error conditions in the same way.
15058
15059
15060 '``llvm.experimental.constrained.exp2``' Intrinsic
15061 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15062
15063 Syntax:
15064 """""""
15065
15066 ::
15067
15068       declare <type>
15069       @llvm.experimental.constrained.exp2(<type> <op1>,
15070                                           metadata <rounding mode>,
15071                                           metadata <exception behavior>)
15072
15073 Overview:
15074 """""""""
15075
15076 The '``llvm.experimental.constrained.exp2``' intrinsic computes the base-2
15077 exponential of the specified value.
15078
15079
15080 Arguments:
15081 """"""""""
15082
15083 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15084 type.
15085
15086 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15087 behavior as described above.
15088
15089 Semantics:
15090 """"""""""
15091
15092 This function returns the same values as the libm ``exp2`` functions
15093 would, and handles error conditions in the same way.
15094
15095
15096 '``llvm.experimental.constrained.log``' Intrinsic
15097 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15098
15099 Syntax:
15100 """""""
15101
15102 ::
15103
15104       declare <type>
15105       @llvm.experimental.constrained.log(<type> <op1>,
15106                                          metadata <rounding mode>,
15107                                          metadata <exception behavior>)
15108
15109 Overview:
15110 """""""""
15111
15112 The '``llvm.experimental.constrained.log``' intrinsic computes the base-e
15113 logarithm of the specified value.
15114
15115 Arguments:
15116 """"""""""
15117
15118 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15119 type.
15120
15121 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15122 behavior as described above.
15123
15124
15125 Semantics:
15126 """"""""""
15127
15128 This function returns the same values as the libm ``log`` functions
15129 would, and handles error conditions in the same way.
15130
15131
15132 '``llvm.experimental.constrained.log10``' Intrinsic
15133 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15134
15135 Syntax:
15136 """""""
15137
15138 ::
15139
15140       declare <type>
15141       @llvm.experimental.constrained.log10(<type> <op1>,
15142                                            metadata <rounding mode>,
15143                                            metadata <exception behavior>)
15144
15145 Overview:
15146 """""""""
15147
15148 The '``llvm.experimental.constrained.log10``' intrinsic computes the base-10
15149 logarithm of the specified value.
15150
15151 Arguments:
15152 """"""""""
15153
15154 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15155 type.
15156
15157 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15158 behavior as described above.
15159
15160 Semantics:
15161 """"""""""
15162
15163 This function returns the same values as the libm ``log10`` functions
15164 would, and handles error conditions in the same way.
15165
15166
15167 '``llvm.experimental.constrained.log2``' Intrinsic
15168 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15169
15170 Syntax:
15171 """""""
15172
15173 ::
15174
15175       declare <type>
15176       @llvm.experimental.constrained.log2(<type> <op1>,
15177                                           metadata <rounding mode>,
15178                                           metadata <exception behavior>)
15179
15180 Overview:
15181 """""""""
15182
15183 The '``llvm.experimental.constrained.log2``' intrinsic computes the base-2
15184 logarithm of the specified value.
15185
15186 Arguments:
15187 """"""""""
15188
15189 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15190 type.
15191
15192 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15193 behavior as described above.
15194
15195 Semantics:
15196 """"""""""
15197
15198 This function returns the same values as the libm ``log2`` functions
15199 would, and handles error conditions in the same way.
15200
15201
15202 '``llvm.experimental.constrained.rint``' Intrinsic
15203 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15204
15205 Syntax:
15206 """""""
15207
15208 ::
15209
15210       declare <type>
15211       @llvm.experimental.constrained.rint(<type> <op1>,
15212                                           metadata <rounding mode>,
15213                                           metadata <exception behavior>)
15214
15215 Overview:
15216 """""""""
15217
15218 The '``llvm.experimental.constrained.rint``' intrinsic returns the first
15219 operand rounded to the nearest integer. It may raise an inexact floating-point
15220 exception if the operand is not an integer.
15221
15222 Arguments:
15223 """"""""""
15224
15225 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15226 type.
15227
15228 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15229 behavior as described above.
15230
15231 Semantics:
15232 """"""""""
15233
15234 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
15235 would, and handles error conditions in the same way.  The rounding mode is
15236 described, not determined, by the rounding mode argument.  The actual rounding
15237 mode is determined by the runtime floating-point environment.  The rounding
15238 mode argument is only intended as information to the compiler.
15239
15240
15241 '``llvm.experimental.constrained.nearbyint``' Intrinsic
15242 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15243
15244 Syntax:
15245 """""""
15246
15247 ::
15248
15249       declare <type>
15250       @llvm.experimental.constrained.nearbyint(<type> <op1>,
15251                                                metadata <rounding mode>,
15252                                                metadata <exception behavior>)
15253
15254 Overview:
15255 """""""""
15256
15257 The '``llvm.experimental.constrained.nearbyint``' intrinsic returns the first
15258 operand rounded to the nearest integer. It will not raise an inexact
15259 floating-point exception if the operand is not an integer.
15260
15261
15262 Arguments:
15263 """"""""""
15264
15265 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15266 type.
15267
15268 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15269 behavior as described above.
15270
15271 Semantics:
15272 """"""""""
15273
15274 This function returns the same values as the libm ``nearbyint`` functions
15275 would, and handles error conditions in the same way.  The rounding mode is
15276 described, not determined, by the rounding mode argument.  The actual rounding
15277 mode is determined by the runtime floating-point environment.  The rounding
15278 mode argument is only intended as information to the compiler.
15279
15280
15281 '``llvm.experimental.constrained.maxnum``' Intrinsic
15282 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15283
15284 Syntax:
15285 """""""
15286
15287 ::
15288
15289       declare <type>
15290       @llvm.experimental.constrained.maxnum(<type> <op1>, <type> <op2>
15291                                             metadata <rounding mode>,
15292                                             metadata <exception behavior>)
15293
15294 Overview:
15295 """""""""
15296
15297 The '``llvm.experimental.constrained.maxnum``' intrinsic returns the maximum
15298 of the two arguments.
15299
15300 Arguments:
15301 """"""""""
15302
15303 The first two arguments and the return value are floating-point numbers
15304 of the same type.
15305
15306 The third and forth arguments specify the rounding mode and exception
15307 behavior as described above.
15308
15309 Semantics:
15310 """"""""""
15311
15312 This function follows the IEEE-754 semantics for maxNum. The rounding mode is
15313 described, not determined, by the rounding mode argument. The actual rounding
15314 mode is determined by the runtime floating-point environment. The rounding
15315 mode argument is only intended as information to the compiler.
15316
15317
15318 '``llvm.experimental.constrained.minnum``' Intrinsic
15319 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15320
15321 Syntax:
15322 """""""
15323
15324 ::
15325
15326       declare <type>
15327       @llvm.experimental.constrained.minnum(<type> <op1>, <type> <op2>
15328                                             metadata <rounding mode>,
15329                                             metadata <exception behavior>)
15330
15331 Overview:
15332 """""""""
15333
15334 The '``llvm.experimental.constrained.minnum``' intrinsic returns the minimum
15335 of the two arguments.
15336
15337 Arguments:
15338 """"""""""
15339
15340 The first two arguments and the return value are floating-point numbers
15341 of the same type.
15342
15343 The third and forth arguments specify the rounding mode and exception
15344 behavior as described above.
15345
15346 Semantics:
15347 """"""""""
15348
15349 This function follows the IEEE-754 semantics for minNum. The rounding mode is
15350 described, not determined, by the rounding mode argument. The actual rounding
15351 mode is determined by the runtime floating-point environment. The rounding
15352 mode argument is only intended as information to the compiler.
15353
15354
15355 '``llvm.experimental.constrained.ceil``' Intrinsic
15356 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15357
15358 Syntax:
15359 """""""
15360
15361 ::
15362
15363       declare <type>
15364       @llvm.experimental.constrained.ceil(<type> <op1>,
15365                                           metadata <rounding mode>,
15366                                           metadata <exception behavior>)
15367
15368 Overview:
15369 """""""""
15370
15371 The '``llvm.experimental.constrained.ceil``' intrinsic returns the ceiling of the
15372 first operand.
15373
15374 Arguments:
15375 """"""""""
15376
15377 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15378 type.
15379
15380 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15381 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
15382 intrinsic.
15383
15384 Semantics:
15385 """"""""""
15386
15387 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
15388 would and handles error conditions in the same way.
15389
15390
15391 '``llvm.experimental.constrained.floor``' Intrinsic
15392 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15393
15394 Syntax:
15395 """""""
15396
15397 ::
15398
15399       declare <type>
15400       @llvm.experimental.constrained.floor(<type> <op1>,
15401                                            metadata <rounding mode>,
15402                                            metadata <exception behavior>)
15403
15404 Overview:
15405 """""""""
15406
15407 The '``llvm.experimental.constrained.floor``' intrinsic returns the floor of the
15408 first operand.
15409
15410 Arguments:
15411 """"""""""
15412
15413 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15414 type.
15415
15416 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15417 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
15418 intrinsic.
15419
15420 Semantics:
15421 """"""""""
15422
15423 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
15424 would and handles error conditions in the same way.
15425
15426
15427 '``llvm.experimental.constrained.round``' Intrinsic
15428 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15429
15430 Syntax:
15431 """""""
15432
15433 ::
15434
15435       declare <type>
15436       @llvm.experimental.constrained.round(<type> <op1>,
15437                                            metadata <rounding mode>,
15438                                            metadata <exception behavior>)
15439
15440 Overview:
15441 """""""""
15442
15443 The '``llvm.experimental.constrained.round``' intrinsic returns the first
15444 operand rounded to the nearest integer.
15445
15446 Arguments:
15447 """"""""""
15448
15449 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15450 type.
15451
15452 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15453 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
15454 intrinsic.
15455
15456 Semantics:
15457 """"""""""
15458
15459 This function returns the same values as the libm ``round`` functions
15460 would and handles error conditions in the same way.
15461
15462
15463 '``llvm.experimental.constrained.trunc``' Intrinsic
15464 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15465
15466 Syntax:
15467 """""""
15468
15469 ::
15470
15471       declare <type>
15472       @llvm.experimental.constrained.trunc(<type> <op1>,
15473                                            metadata <truncing mode>,
15474                                            metadata <exception behavior>)
15475
15476 Overview:
15477 """""""""
15478
15479 The '``llvm.experimental.constrained.trunc``' intrinsic returns the first
15480 operand rounded to the nearest integer not larger in magnitude than the
15481 operand.
15482
15483 Arguments:
15484 """"""""""
15485
15486 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15487 type.
15488
15489 The second and third arguments specify the truncing mode and exception
15490 behavior as described above. The truncing mode is currently unused for this
15491 intrinsic.
15492
15493 Semantics:
15494 """"""""""
15495
15496 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
15497 would and handles error conditions in the same way.
15498
15499
15500 General Intrinsics
15501 ------------------
15502
15503 This class of intrinsics is designed to be generic and has no specific
15504 purpose.
15505
15506 '``llvm.var.annotation``' Intrinsic
15507 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15508
15509 Syntax:
15510 """""""
15511
15512 ::
15513
15514       declare void @llvm.var.annotation(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15515
15516 Overview:
15517 """""""""
15518
15519 The '``llvm.var.annotation``' intrinsic.
15520
15521 Arguments:
15522 """"""""""
15523
15524 The first argument is a pointer to a value, the second is a pointer to a
15525 global string, the third is a pointer to a global string which is the
15526 source file name, and the last argument is the line number.
15527
15528 Semantics:
15529 """"""""""
15530
15531 This intrinsic allows annotation of local variables with arbitrary
15532 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want
15533 to look for these annotations. These have no other defined use; they are
15534 ignored by code generation and optimization.
15535
15536 '``llvm.ptr.annotation.*``' Intrinsic
15537 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15538
15539 Syntax:
15540 """""""
15541
15542 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.ptr.annotation``' on a
15543 pointer to an integer of any width. *NOTE* you must specify an address space for
15544 the pointer. The identifier for the default address space is the integer
15545 '``0``'.
15546
15547 ::
15548
15549       declare i8*   @llvm.ptr.annotation.p<address space>i8(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15550       declare i16*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i16(i16* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15551       declare i32*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i32(i32* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15552       declare i64*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i64(i64* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15553       declare i256* @llvm.ptr.annotation.p<address space>i256(i256* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15554
15555 Overview:
15556 """""""""
15557
15558 The '``llvm.ptr.annotation``' intrinsic.
15559
15560 Arguments:
15561 """"""""""
15562
15563 The first argument is a pointer to an integer value of arbitrary bitwidth
15564 (result of some expression), the second is a pointer to a global string, the
15565 third is a pointer to a global string which is the source file name, and the
15566 last argument is the line number. It returns the value of the first argument.
15567
15568 Semantics:
15569 """"""""""
15570
15571 This intrinsic allows annotation of a pointer to an integer with arbitrary
15572 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want to look
15573 for these annotations. These have no other defined use; they are ignored by code
15574 generation and optimization.
15575
15576 '``llvm.annotation.*``' Intrinsic
15577 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15578
15579 Syntax:
15580 """""""
15581
15582 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.annotation``' on
15583 any integer bit width.
15584
15585 ::
15586
15587       declare i8 @llvm.annotation.i8(i8 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15588       declare i16 @llvm.annotation.i16(i16 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15589       declare i32 @llvm.annotation.i32(i32 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15590       declare i64 @llvm.annotation.i64(i64 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15591       declare i256 @llvm.annotation.i256(i256 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15592
15593 Overview:
15594 """""""""
15595
15596 The '``llvm.annotation``' intrinsic.
15597
15598 Arguments:
15599 """"""""""
15600
15601 The first argument is an integer value (result of some expression), the
15602 second is a pointer to a global string, the third is a pointer to a
15603 global string which is the source file name, and the last argument is
15604 the line number. It returns the value of the first argument.
15605
15606 Semantics:
15607 """"""""""
15608
15609 This intrinsic allows annotations to be put on arbitrary expressions
15610 with arbitrary strings. This can be useful for special purpose
15611 optimizations that want to look for these annotations. These have no
15612 other defined use; they are ignored by code generation and optimization.
15613
15614 '``llvm.codeview.annotation``' Intrinsic
15615 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15616
15617 Syntax:
15618 """""""
15619
15620 This annotation emits a label at its program point and an associated
15621 ``S_ANNOTATION`` codeview record with some additional string metadata. This is
15622 used to implement MSVC's ``__annotation`` intrinsic. It is marked
15623 ``noduplicate``, so calls to this intrinsic prevent inlining and should be
15624 considered expensive.
15625
15626 ::
15627
15628       declare void @llvm.codeview.annotation(metadata)
15629
15630 Arguments:
15631 """"""""""
15632
15633 The argument should be an MDTuple containing any number of MDStrings.
15634
15635 '``llvm.trap``' Intrinsic
15636 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15637
15638 Syntax:
15639 """""""
15640
15641 ::
15642
15643       declare void @llvm.trap() cold noreturn nounwind
15644
15645 Overview:
15646 """""""""
15647
15648 The '``llvm.trap``' intrinsic.
15649
15650 Arguments:
15651 """"""""""
15652
15653 None.
15654
15655 Semantics:
15656 """"""""""
15657
15658 This intrinsic is lowered to the target dependent trap instruction. If
15659 the target does not have a trap instruction, this intrinsic will be
15660 lowered to a call of the ``abort()`` function.
15661
15662 '``llvm.debugtrap``' Intrinsic
15663 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15664
15665 Syntax:
15666 """""""
15667
15668 ::
15669
15670       declare void @llvm.debugtrap() nounwind
15671
15672 Overview:
15673 """""""""
15674
15675 The '``llvm.debugtrap``' intrinsic.
15676
15677 Arguments:
15678 """"""""""
15679
15680 None.
15681
15682 Semantics:
15683 """"""""""
15684
15685 This intrinsic is lowered to code which is intended to cause an
15686 execution trap with the intention of requesting the attention of a
15687 debugger.
15688
15689 '``llvm.stackprotector``' Intrinsic
15690 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15691
15692 Syntax:
15693 """""""
15694
15695 ::
15696
15697       declare void @llvm.stackprotector(i8* <guard>, i8** <slot>)
15698
15699 Overview:
15700 """""""""
15701
15702 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic takes the ``guard`` and stores it
15703 onto the stack at ``slot``. The stack slot is adjusted to ensure that it
15704 is placed on the stack before local variables.
15705
15706 Arguments:
15707 """"""""""
15708
15709 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic requires two pointer arguments.
15710 The first argument is the value loaded from the stack guard
15711 ``@__stack_chk_guard``. The second variable is an ``alloca`` that has
15712 enough space to hold the value of the guard.
15713
15714 Semantics:
15715 """"""""""
15716
15717 This intrinsic causes the prologue/epilogue inserter to force the position of
15718 the ``AllocaInst`` stack slot to be before local variables on the stack. This is
15719 to ensure that if a local variable on the stack is overwritten, it will destroy
15720 the value of the guard. When the function exits, the guard on the stack is
15721 checked against the original guard by ``llvm.stackprotectorcheck``. If they are
15722 different, then ``llvm.stackprotectorcheck`` causes the program to abort by
15723 calling the ``__stack_chk_fail()`` function.
15724
15725 '``llvm.stackguard``' Intrinsic
15726 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15727
15728 Syntax:
15729 """""""
15730
15731 ::
15732
15733       declare i8* @llvm.stackguard()
15734
15735 Overview:
15736 """""""""
15737
15738 The ``llvm.stackguard`` intrinsic returns the system stack guard value.
15739
15740 It should not be generated by frontends, since it is only for internal usage.
15741 The reason why we create this intrinsic is that we still support IR form Stack
15742 Protector in FastISel.
15743
15744 Arguments:
15745 """"""""""
15746
15747 None.
15748
15749 Semantics:
15750 """"""""""
15751
15752 On some platforms, the value returned by this intrinsic remains unchanged
15753 between loads in the same thread. On other platforms, it returns the same
15754 global variable value, if any, e.g. ``@__stack_chk_guard``.
15755
15756 Currently some platforms have IR-level customized stack guard loading (e.g.
15757 X86 Linux) that is not handled by ``llvm.stackguard()``, while they should be
15758 in the future.
15759
15760 '``llvm.objectsize``' Intrinsic
15761 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15762
15763 Syntax:
15764 """""""
15765
15766 ::
15767
15768       declare i32 @llvm.objectsize.i32(i8* <object>, i1 <min>, i1 <nullunknown>, i1 <dynamic>)
15769       declare i64 @llvm.objectsize.i64(i8* <object>, i1 <min>, i1 <nullunknown>, i1 <dynamic>)
15770
15771 Overview:
15772 """""""""
15773
15774 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is designed to provide information to the
15775 optimizer to determine whether a) an operation (like memcpy) will overflow a
15776 buffer that corresponds to an object, or b) that a runtime check for overflow
15777 isn't necessary. An object in this context means an allocation of a specific
15778 class, structure, array, or other object.
15779
15780 Arguments:
15781 """"""""""
15782
15783 The ``llvm.objectsize`` intrinsic takes four arguments. The first argument is a
15784 pointer to or into the ``object``. The second argument determines whether
15785 ``llvm.objectsize`` returns 0 (if true) or -1 (if false) when the object size is
15786 unknown. The third argument controls how ``llvm.objectsize`` acts when ``null``
15787 in address space 0 is used as its pointer argument. If it's ``false``,
15788 ``llvm.objectsize`` reports 0 bytes available when given ``null``. Otherwise, if
15789 the ``null`` is in a non-zero address space or if ``true`` is given for the
15790 third argument of ``llvm.objectsize``, we assume its size is unknown. The fourth
15791 argument to ``llvm.objectsize`` determines if the value should be evaluated at
15792 runtime.
15793
15794 The second, third, and fourth arguments only accept constants.
15795
15796 Semantics:
15797 """"""""""
15798
15799 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is lowered to a value representing the size of
15800 the object concerned. If the size cannot be determined, ``llvm.objectsize``
15801 returns ``i32/i64 -1 or 0`` (depending on the ``min`` argument).
15802
15803 '``llvm.expect``' Intrinsic
15804 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15805
15806 Syntax:
15807 """""""
15808
15809 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.expect`` on any
15810 integer bit width.
15811
15812 ::
15813
15814       declare i1 @llvm.expect.i1(i1 <val>, i1 <expected_val>)
15815       declare i32 @llvm.expect.i32(i32 <val>, i32 <expected_val>)
15816       declare i64 @llvm.expect.i64(i64 <val>, i64 <expected_val>)
15817
15818 Overview:
15819 """""""""
15820
15821 The ``llvm.expect`` intrinsic provides information about expected (the
15822 most probable) value of ``val``, which can be used by optimizers.
15823
15824 Arguments:
15825 """"""""""
15826
15827 The ``llvm.expect`` intrinsic takes two arguments. The first argument is
15828 a value. The second argument is an expected value.
15829
15830 Semantics:
15831 """"""""""
15832
15833 This intrinsic is lowered to the ``val``.
15834
15835 .. _int_assume:
15836
15837 '``llvm.assume``' Intrinsic
15838 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15839
15840 Syntax:
15841 """""""
15842
15843 ::
15844
15845       declare void @llvm.assume(i1 %cond)
15846
15847 Overview:
15848 """""""""
15849
15850 The ``llvm.assume`` allows the optimizer to assume that the provided
15851 condition is true. This information can then be used in simplifying other parts
15852 of the code.
15853
15854 Arguments:
15855 """"""""""
15856
15857 The condition which the optimizer may assume is always true.
15858
15859 Semantics:
15860 """"""""""
15861
15862 The intrinsic allows the optimizer to assume that the provided condition is
15863 always true whenever the control flow reaches the intrinsic call. No code is
15864 generated for this intrinsic, and instructions that contribute only to the
15865 provided condition are not used for code generation. If the condition is
15866 violated during execution, the behavior is undefined.
15867
15868 Note that the optimizer might limit the transformations performed on values
15869 used by the ``llvm.assume`` intrinsic in order to preserve the instructions
15870 only used to form the intrinsic's input argument. This might prove undesirable
15871 if the extra information provided by the ``llvm.assume`` intrinsic does not cause
15872 sufficient overall improvement in code quality. For this reason,
15873 ``llvm.assume`` should not be used to document basic mathematical invariants
15874 that the optimizer can otherwise deduce or facts that are of little use to the
15875 optimizer.
15876
15877 .. _int_ssa_copy:
15878
15879 '``llvm.ssa_copy``' Intrinsic
15880 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15881
15882 Syntax:
15883 """""""
15884
15885 ::
15886
15887       declare type @llvm.ssa_copy(type %operand) returned(1) readnone
15888
15889 Arguments:
15890 """"""""""
15891
15892 The first argument is an operand which is used as the returned value.
15893
15894 Overview:
15895 """"""""""
15896
15897 The ``llvm.ssa_copy`` intrinsic can be used to attach information to
15898 operations by copying them and giving them new names.  For example,
15899 the PredicateInfo utility uses it to build Extended SSA form, and
15900 attach various forms of information to operands that dominate specific
15901 uses.  It is not meant for general use, only for building temporary
15902 renaming forms that require value splits at certain points.
15903
15904 .. _type.test:
15905
15906 '``llvm.type.test``' Intrinsic
15907 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15908
15909 Syntax:
15910 """""""
15911
15912 ::
15913
15914       declare i1 @llvm.type.test(i8* %ptr, metadata %type) nounwind readnone
15915
15916
15917 Arguments:
15918 """"""""""
15919
15920 The first argument is a pointer to be tested. The second argument is a
15921 metadata object representing a :doc:`type identifier <TypeMetadata>`.
15922
15923 Overview:
15924 """""""""
15925
15926 The ``llvm.type.test`` intrinsic tests whether the given pointer is associated
15927 with the given type identifier.
15928
15929 '``llvm.type.checked.load``' Intrinsic
15930 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15931
15932 Syntax:
15933 """""""
15934
15935 ::
15936
15937       declare {i8*, i1} @llvm.type.checked.load(i8* %ptr, i32 %offset, metadata %type) argmemonly nounwind readonly
15938
15939
15940 Arguments:
15941 """"""""""
15942
15943 The first argument is a pointer from which to load a function pointer. The
15944 second argument is the byte offset from which to load the function pointer. The
15945 third argument is a metadata object representing a :doc:`type identifier
15946 <TypeMetadata>`.
15947
15948 Overview:
15949 """""""""
15950
15951 The ``llvm.type.checked.load`` intrinsic safely loads a function pointer from a
15952 virtual table pointer using type metadata. This intrinsic is used to implement
15953 control flow integrity in conjunction with virtual call optimization. The
15954 virtual call optimization pass will optimize away ``llvm.type.checked.load``
15955 intrinsics associated with devirtualized calls, thereby removing the type
15956 check in cases where it is not needed to enforce the control flow integrity
15957 constraint.
15958
15959 If the given pointer is associated with a type metadata identifier, this
15960 function returns true as the second element of its return value. (Note that
15961 the function may also return true if the given pointer is not associated
15962 with a type metadata identifier.) If the function's return value's second
15963 element is true, the following rules apply to the first element:
15964
15965 - If the given pointer is associated with the given type metadata identifier,
15966   it is the function pointer loaded from the given byte offset from the given
15967   pointer.
15968
15969 - If the given pointer is not associated with the given type metadata
15970   identifier, it is one of the following (the choice of which is unspecified):
15971
15972   1. The function pointer that would have been loaded from an arbitrarily chosen
15973      (through an unspecified mechanism) pointer associated with the type
15974      metadata.
15975
15976   2. If the function has a non-void return type, a pointer to a function that
15977      returns an unspecified value without causing side effects.
15978
15979 If the function's return value's second element is false, the value of the
15980 first element is undefined.
15981
15982
15983 '``llvm.donothing``' Intrinsic
15984 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15985
15986 Syntax:
15987 """""""
15988
15989 ::
15990
15991       declare void @llvm.donothing() nounwind readnone
15992
15993 Overview:
15994 """""""""
15995
15996 The ``llvm.donothing`` intrinsic doesn't perform any operation. It's one of only
15997 three intrinsics (besides ``llvm.experimental.patchpoint`` and
15998 ``llvm.experimental.gc.statepoint``) that can be called with an invoke
15999 instruction.
16000
16001 Arguments:
16002 """"""""""
16003
16004 None.
16005
16006 Semantics:
16007 """"""""""
16008
16009 This intrinsic does nothing, and it's removed by optimizers and ignored
16010 by codegen.
16011
16012 '``llvm.experimental.deoptimize``' Intrinsic
16013 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16014
16015 Syntax:
16016 """""""
16017
16018 ::
16019
16020       declare type @llvm.experimental.deoptimize(...) [ "deopt"(...) ]
16021
16022 Overview:
16023 """""""""
16024
16025 This intrinsic, together with :ref:`deoptimization operand bundles
16026 <deopt_opbundles>`, allow frontends to express transfer of control and
16027 frame-local state from the currently executing (typically more specialized,
16028 hence faster) version of a function into another (typically more generic, hence
16029 slower) version.
16030
16031 In languages with a fully integrated managed runtime like Java and JavaScript
16032 this intrinsic can be used to implement "uncommon trap" or "side exit" like
16033 functionality.  In unmanaged languages like C and C++, this intrinsic can be
16034 used to represent the slow paths of specialized functions.
16035
16036
16037 Arguments:
16038 """"""""""
16039
16040 The intrinsic takes an arbitrary number of arguments, whose meaning is
16041 decided by the :ref:`lowering strategy<deoptimize_lowering>`.
16042
16043 Semantics:
16044 """"""""""
16045
16046 The ``@llvm.experimental.deoptimize`` intrinsic executes an attached
16047 deoptimization continuation (denoted using a :ref:`deoptimization
16048 operand bundle <deopt_opbundles>`) and returns the value returned by
16049 the deoptimization continuation.  Defining the semantic properties of
16050 the continuation itself is out of scope of the language reference --
16051 as far as LLVM is concerned, the deoptimization continuation can
16052 invoke arbitrary side effects, including reading from and writing to
16053 the entire heap.
16054
16055 Deoptimization continuations expressed using ``"deopt"`` operand bundles always
16056 continue execution to the end of the physical frame containing them, so all
16057 calls to ``@llvm.experimental.deoptimize`` must be in "tail position":
16058
16059    - ``@llvm.experimental.deoptimize`` cannot be invoked.
16060    - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction.
16061    - The ``ret`` instruction must return the value produced by the
16062      ``@llvm.experimental.deoptimize`` call if there is one, or void.
16063
16064 Note that the above restrictions imply that the return type for a call to
16065 ``@llvm.experimental.deoptimize`` will match the return type of its immediate
16066 caller.
16067
16068 The inliner composes the ``"deopt"`` continuations of the caller into the
16069 ``"deopt"`` continuations present in the inlinee, and also updates calls to this
16070 intrinsic to return directly from the frame of the function it inlined into.
16071
16072 All declarations of ``@llvm.experimental.deoptimize`` must share the
16073 same calling convention.
16074
16075 .. _deoptimize_lowering:
16076
16077 Lowering:
16078 """""""""
16079
16080 Calls to ``@llvm.experimental.deoptimize`` are lowered to calls to the
16081 symbol ``__llvm_deoptimize`` (it is the frontend's responsibility to
16082 ensure that this symbol is defined).  The call arguments to
16083 ``@llvm.experimental.deoptimize`` are lowered as if they were formal
16084 arguments of the specified types, and not as varargs.
16085
16086
16087 '``llvm.experimental.guard``' Intrinsic
16088 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16089
16090 Syntax:
16091 """""""
16092
16093 ::
16094
16095       declare void @llvm.experimental.guard(i1, ...) [ "deopt"(...) ]
16096
16097 Overview:
16098 """""""""
16099
16100 This intrinsic, together with :ref:`deoptimization operand bundles
16101 <deopt_opbundles>`, allows frontends to express guards or checks on
16102 optimistic assumptions made during compilation.  The semantics of
16103 ``@llvm.experimental.guard`` is defined in terms of
16104 ``@llvm.experimental.deoptimize`` -- its body is defined to be
16105 equivalent to:
16106
16107 .. code-block:: text
16108
16109   define void @llvm.experimental.guard(i1 %pred, <args...>) {
16110     %realPred = and i1 %pred, undef
16111     br i1 %realPred, label %continue, label %leave [, !make.implicit !{}]
16112
16113   leave:
16114     call void @llvm.experimental.deoptimize(<args...>) [ "deopt"() ]
16115     ret void
16116
16117   continue:
16118     ret void
16119   }
16120
16121
16122 with the optional ``[, !make.implicit !{}]`` present if and only if it
16123 is present on the call site.  For more details on ``!make.implicit``,
16124 see :doc:`FaultMaps`.
16125
16126 In words, ``@llvm.experimental.guard`` executes the attached
16127 ``"deopt"`` continuation if (but **not** only if) its first argument
16128 is ``false``.  Since the optimizer is allowed to replace the ``undef``
16129 with an arbitrary value, it can optimize guard to fail "spuriously",
16130 i.e. without the original condition being false (hence the "not only
16131 if"); and this allows for "check widening" type optimizations.
16132
16133 ``@llvm.experimental.guard`` cannot be invoked.
16134
16135
16136 '``llvm.experimental.widenable.condition``' Intrinsic
16137 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16138
16139 Syntax:
16140 """""""
16141
16142 ::
16143
16144       declare i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16145
16146 Overview:
16147 """""""""
16148
16149 This intrinsic represents a "widenable condition" which is
16150 boolean expressions with the following property: whether this
16151 expression is `true` or `false`, the program is correct and
16152 well-defined.
16153
16154 Together with :ref:`deoptimization operand bundles <deopt_opbundles>`,
16155 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` allows frontends to
16156 express guards or checks on optimistic assumptions made during
16157 compilation and represent them as branch instructions on special
16158 conditions.
16159
16160 While this may appear similar in semantics to `undef`, it is very
16161 different in that an invocation produces a particular, singular
16162 value. It is also intended to be lowered late, and remain available
16163 for specific optimizations and transforms that can benefit from its
16164 special properties.
16165
16166 Arguments:
16167 """"""""""
16168
16169 None.
16170
16171 Semantics:
16172 """"""""""
16173
16174 The intrinsic ``@llvm.experimental.widenable.condition()``
16175 returns either `true` or `false`. For each evaluation of a call
16176 to this intrinsic, the program must be valid and correct both if
16177 it returns `true` and if it returns `false`. This allows
16178 transformation passes to replace evaluations of this intrinsic
16179 with either value whenever one is beneficial.
16180
16181 When used in a branch condition, it allows us to choose between
16182 two alternative correct solutions for the same problem, like
16183 in example below:
16184
16185 .. code-block:: text
16186
16187     %cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16188     br i1 %cond, label %solution_1, label %solution_2
16189
16190   label %fast_path:
16191     ; Apply memory-consuming but fast solution for a task.
16192
16193   label %slow_path:
16194     ; Cheap in memory but slow solution.
16195
16196 Whether the result of intrinsic's call is `true` or `false`,
16197 it should be correct to pick either solution. We can switch
16198 between them by replacing the result of
16199 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` with different
16200 `i1` expressions.
16201
16202 This is how it can be used to represent guards as widenable branches:
16203
16204 .. code-block:: text
16205
16206   block:
16207     ; Unguarded instructions
16208     call void @llvm.experimental.guard(i1 %cond, <args...>) ["deopt"(<deopt_args...>)]
16209     ; Guarded instructions
16210
16211 Can be expressed in an alternative equivalent form of explicit branch using
16212 ``@llvm.experimental.widenable.condition``:
16213
16214 .. code-block:: text
16215
16216   block:
16217     ; Unguarded instructions
16218     %widenable_condition = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16219     %guard_condition = and i1 %cond, %widenable_condition
16220     br i1 %guard_condition, label %guarded, label %deopt
16221
16222   guarded:
16223     ; Guarded instructions
16224
16225   deopt:
16226     call type @llvm.experimental.deoptimize(<args...>) [ "deopt"(<deopt_args...>) ]
16227
16228 So the block `guarded` is only reachable when `%cond` is `true`,
16229 and it should be valid to go to the block `deopt` whenever `%cond`
16230 is `true` or `false`.
16231
16232 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` will never throw, thus
16233 it cannot be invoked.
16234
16235 Guard widening:
16236 """""""""""""""
16237
16238 When ``@llvm.experimental.widenable.condition()`` is used in
16239 condition of a guard represented as explicit branch, it is
16240 legal to widen the guard's condition with any additional
16241 conditions.
16242
16243 Guard widening looks like replacement of
16244
16245 .. code-block:: text
16246
16247   %widenable_cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16248   %guard_cond = and i1 %cond, %widenable_cond
16249   br i1 %guard_cond, label %guarded, label %deopt
16250
16251 with
16252
16253 .. code-block:: text
16254
16255   %widenable_cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16256   %new_cond = and i1 %any_other_cond, %widenable_cond
16257   %new_guard_cond = and i1 %cond, %new_cond
16258   br i1 %new_guard_cond, label %guarded, label %deopt
16259
16260 for this branch. Here `%any_other_cond` is an arbitrarily chosen
16261 well-defined `i1` value. By making guard widening, we may
16262 impose stricter conditions on `guarded` block and bail to the
16263 deopt when the new condition is not met.
16264
16265 Lowering:
16266 """""""""
16267
16268 Default lowering strategy is replacing the result of
16269 call of ``@llvm.experimental.widenable.condition``  with
16270 constant `true`. However it is always correct to replace
16271 it with any other `i1` value. Any pass can
16272 freely do it if it can benefit from non-default lowering.
16273
16274
16275 '``llvm.load.relative``' Intrinsic
16276 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16277
16278 Syntax:
16279 """""""
16280
16281 ::
16282
16283       declare i8* @llvm.load.relative.iN(i8* %ptr, iN %offset) argmemonly nounwind readonly
16284
16285 Overview:
16286 """""""""
16287
16288 This intrinsic loads a 32-bit value from the address ``%ptr + %offset``,
16289 adds ``%ptr`` to that value and returns it. The constant folder specifically
16290 recognizes the form of this intrinsic and the constant initializers it may
16291 load from; if a loaded constant initializer is known to have the form
16292 ``i32 trunc(x - %ptr)``, the intrinsic call is folded to ``x``.
16293
16294 LLVM provides that the calculation of such a constant initializer will
16295 not overflow at link time under the medium code model if ``x`` is an
16296 ``unnamed_addr`` function. However, it does not provide this guarantee for
16297 a constant initializer folded into a function body. This intrinsic can be
16298 used to avoid the possibility of overflows when loading from such a constant.
16299
16300 '``llvm.sideeffect``' Intrinsic
16301 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16302
16303 Syntax:
16304 """""""
16305
16306 ::
16307
16308       declare void @llvm.sideeffect() inaccessiblememonly nounwind
16309
16310 Overview:
16311 """""""""
16312
16313 The ``llvm.sideeffect`` intrinsic doesn't perform any operation. Optimizers
16314 treat it as having side effects, so it can be inserted into a loop to
16315 indicate that the loop shouldn't be assumed to terminate (which could
16316 potentially lead to the loop being optimized away entirely), even if it's
16317 an infinite loop with no other side effects.
16318
16319 Arguments:
16320 """"""""""
16321
16322 None.
16323
16324 Semantics:
16325 """"""""""
16326
16327 This intrinsic actually does nothing, but optimizers must assume that it
16328 has externally observable side effects.
16329
16330 '``llvm.is.constant.*``' Intrinsic
16331 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16332
16333 Syntax:
16334 """""""
16335
16336 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.is.constant with any argument type.
16337
16338 ::
16339
16340       declare i1 @llvm.is.constant.i32(i32 %operand) nounwind readnone
16341       declare i1 @llvm.is.constant.f32(float %operand) nounwind readnone
16342       declare i1 @llvm.is.constant.TYPENAME(TYPE %operand) nounwind readnone
16343
16344 Overview:
16345 """""""""
16346
16347 The '``llvm.is.constant``' intrinsic will return true if the argument
16348 is known to be a manifest compile-time constant. It is guaranteed to
16349 fold to either true or false before generating machine code.
16350
16351 Semantics:
16352 """"""""""
16353
16354 This intrinsic generates no code. If its argument is known to be a
16355 manifest compile-time constant value, then the intrinsic will be
16356 converted to a constant true value. Otherwise, it will be converted to
16357 a constant false value.
16358
16359 In particular, note that if the argument is a constant expression
16360 which refers to a global (the address of which _is_ a constant, but
16361 not manifest during the compile), then the intrinsic evaluates to
16362 false.
16363
16364 The result also intentionally depends on the result of optimization
16365 passes -- e.g., the result can change depending on whether a
16366 function gets inlined or not. A function's parameters are
16367 obviously not constant. However, a call like
16368 ``llvm.is.constant.i32(i32 %param)`` *can* return true after the
16369 function is inlined, if the value passed to the function parameter was
16370 a constant.
16371
16372 On the other hand, if constant folding is not run, it will never
16373 evaluate to true, even in simple cases.
16374
16375 Stack Map Intrinsics
16376 --------------------
16377
16378 LLVM provides experimental intrinsics to support runtime patching
16379 mechanisms commonly desired in dynamic language JITs. These intrinsics
16380 are described in :doc:`StackMaps`.
16381
16382 Element Wise Atomic Memory Intrinsics
16383 -------------------------------------
16384
16385 These intrinsics are similar to the standard library memory intrinsics except
16386 that they perform memory transfer as a sequence of atomic memory accesses.
16387
16388 .. _int_memcpy_element_unordered_atomic:
16389
16390 '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic``' Intrinsic
16391 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16392
16393 Syntax:
16394 """""""
16395
16396 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy.element.unordered.atomic`` on
16397 any integer bit width and for different address spaces. Not all targets
16398 support all bit widths however.
16399
16400 ::
16401
16402       declare void @llvm.memcpy.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>,
16403                                                                        i8* <src>,
16404                                                                        i32 <len>,
16405                                                                        i32 <element_size>)
16406       declare void @llvm.memcpy.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>,
16407                                                                        i8* <src>,
16408                                                                        i64 <len>,
16409                                                                        i32 <element_size>)
16410
16411 Overview:
16412 """""""""
16413
16414 The '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization of the
16415 '``llvm.memcpy.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` and ``src`` are treated
16416 as arrays with elements that are exactly ``element_size`` bytes, and the copy between
16417 buffers uses a sequence of :ref:`unordered atomic <ordering>` load/store operations
16418 that are a positive integer multiple of the ``element_size`` in size.
16419
16420 Arguments:
16421 """"""""""
16422
16423 The first three arguments are the same as they are in the :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`
16424 intrinsic, with the added constraint that ``len`` is required to be a positive integer
16425 multiple of the ``element_size``. If ``len`` is not a positive integer multiple of
16426 ``element_size``, then the behaviour of the intrinsic is undefined.
16427
16428 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no greater than
16429 target-specific atomic access size limit.
16430
16431 For each of the input pointers ``align`` parameter attribute must be specified. It
16432 must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller guarantees that
16433 both the source and destination pointers are aligned to that boundary.
16434
16435 Semantics:
16436 """"""""""
16437
16438 The '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' intrinsic copies ``len`` bytes of
16439 memory from the source location to the destination location. These locations are not
16440 allowed to overlap. The memory copy is performed as a sequence of load/store operations
16441 where each access is guaranteed to be a multiple of ``element_size`` bytes wide and
16442 aligned at an ``element_size`` boundary.
16443
16444 The order of the copy is unspecified. The same value may be read from the source
16445 buffer many times, but only one write is issued to the destination buffer per
16446 element. It is well defined to have concurrent reads and writes to both source and
16447 destination provided those reads and writes are unordered atomic when specified.
16448
16449 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
16450 provided by a set of unordered loads from the source location and stores to the
16451 destination.
16452
16453 Lowering:
16454 """""""""
16455
16456 In the most general case call to the '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' is
16457 lowered to a call to the symbol ``__llvm_memcpy_element_unordered_atomic_*``. Where '*'
16458 is replaced with an actual element size.
16459
16460 Optimizer is allowed to inline memory copy when it's profitable to do so.
16461
16462 '``llvm.memmove.element.unordered.atomic``' Intrinsic
16463 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16464
16465 Syntax:
16466 """""""
16467
16468 This is an overloaded intrinsic. You can use
16469 ``llvm.memmove.element.unordered.atomic`` on any integer bit width and for
16470 different address spaces. Not all targets support all bit widths however.
16471
16472 ::
16473
16474       declare void @llvm.memmove.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>,
16475                                                                         i8* <src>,
16476                                                                         i32 <len>,
16477                                                                         i32 <element_size>)
16478       declare void @llvm.memmove.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>,
16479                                                                         i8* <src>,
16480                                                                         i64 <len>,
16481                                                                         i32 <element_size>)
16482
16483 Overview:
16484 """""""""
16485
16486 The '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization
16487 of the '``llvm.memmove.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` and
16488 ``src`` are treated as arrays with elements that are exactly ``element_size``
16489 bytes, and the copy between buffers uses a sequence of
16490 :ref:`unordered atomic <ordering>` load/store operations that are a positive
16491 integer multiple of the ``element_size`` in size.
16492
16493 Arguments:
16494 """"""""""
16495
16496 The first three arguments are the same as they are in the
16497 :ref:`@llvm.memmove <int_memmove>` intrinsic, with the added constraint that
16498 ``len`` is required to be a positive integer multiple of the ``element_size``.
16499 If ``len`` is not a positive integer multiple of ``element_size``, then the
16500 behaviour of the intrinsic is undefined.
16501
16502 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no
16503 greater than a target-specific atomic access size limit.
16504
16505 For each of the input pointers the ``align`` parameter attribute must be
16506 specified. It must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller
16507 guarantees that both the source and destination pointers are aligned to that
16508 boundary.
16509
16510 Semantics:
16511 """"""""""
16512
16513 The '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' intrinsic copies ``len`` bytes
16514 of memory from the source location to the destination location. These locations
16515 are allowed to overlap. The memory copy is performed as a sequence of load/store
16516 operations where each access is guaranteed to be a multiple of ``element_size``
16517 bytes wide and aligned at an ``element_size`` boundary.
16518
16519 The order of the copy is unspecified. The same value may be read from the source
16520 buffer many times, but only one write is issued to the destination buffer per
16521 element. It is well defined to have concurrent reads and writes to both source
16522 and destination provided those reads and writes are unordered atomic when
16523 specified.
16524
16525 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
16526 provided by a set of unordered loads from the source location and stores to the
16527 destination.
16528
16529 Lowering:
16530 """""""""
16531
16532 In the most general case call to the
16533 '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' is lowered to a call to the symbol
16534 ``__llvm_memmove_element_unordered_atomic_*``. Where '*' is replaced with an
16535 actual element size.
16536
16537 The optimizer is allowed to inline the memory copy when it's profitable to do so.
16538
16539 .. _int_memset_element_unordered_atomic:
16540
16541 '``llvm.memset.element.unordered.atomic``' Intrinsic
16542 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16543
16544 Syntax:
16545 """""""
16546
16547 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memset.element.unordered.atomic`` on
16548 any integer bit width and for different address spaces. Not all targets
16549 support all bit widths however.
16550
16551 ::
16552
16553       declare void @llvm.memset.element.unordered.atomic.p0i8.i32(i8* <dest>,
16554                                                                   i8 <value>,
16555                                                                   i32 <len>,
16556                                                                   i32 <element_size>)
16557       declare void @llvm.memset.element.unordered.atomic.p0i8.i64(i8* <dest>,
16558                                                                   i8 <value>,
16559                                                                   i64 <len>,
16560                                                                   i32 <element_size>)
16561
16562 Overview:
16563 """""""""
16564
16565 The '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization of the
16566 '``llvm.memset.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` is treated as an array
16567 with elements that are exactly ``element_size`` bytes, and the assignment to that array
16568 uses uses a sequence of :ref:`unordered atomic <ordering>` store operations
16569 that are a positive integer multiple of the ``element_size`` in size.
16570
16571 Arguments:
16572 """"""""""
16573
16574 The first three arguments are the same as they are in the :ref:`@llvm.memset <int_memset>`
16575 intrinsic, with the added constraint that ``len`` is required to be a positive integer
16576 multiple of the ``element_size``. If ``len`` is not a positive integer multiple of
16577 ``element_size``, then the behaviour of the intrinsic is undefined.
16578
16579 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no greater than
16580 target-specific atomic access size limit.
16581
16582 The ``dest`` input pointer must have the ``align`` parameter attribute specified. It
16583 must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller guarantees that
16584 the destination pointer is aligned to that boundary.
16585
16586 Semantics:
16587 """"""""""
16588
16589 The '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' intrinsic sets the ``len`` bytes of
16590 memory starting at the destination location to the given ``value``. The memory is
16591 set with a sequence of store operations where each access is guaranteed to be a
16592 multiple of ``element_size`` bytes wide and aligned at an ``element_size`` boundary.
16593
16594 The order of the assignment is unspecified. Only one write is issued to the
16595 destination buffer per element. It is well defined to have concurrent reads and
16596 writes to the destination provided those reads and writes are unordered atomic
16597 when specified.
16598
16599 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
16600 provided by a set of unordered stores to the destination.
16601
16602 Lowering:
16603 """""""""
16604
16605 In the most general case call to the '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' is
16606 lowered to a call to the symbol ``__llvm_memset_element_unordered_atomic_*``. Where '*'
16607 is replaced with an actual element size.
16608
16609 The optimizer is allowed to inline the memory assignment when it's profitable to do so.
16610
16611 Objective-C ARC Runtime Intrinsics
16612 ----------------------------------
16613
16614 LLVM provides intrinsics that lower to Objective-C ARC runtime entry points.
16615 LLVM is aware of the semantics of these functions, and optimizes based on that
16616 knowledge. You can read more about the details of Objective-C ARC `here
16617 <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html>`_.
16618
16619 '``llvm.objc.autorelease``' Intrinsic
16620 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16621
16622 Syntax:
16623 """""""
16624 ::
16625
16626       declare i8* @llvm.objc.autorelease(i8*)
16627
16628 Lowering:
16629 """""""""
16630
16631 Lowers to a call to `objc_autorelease <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-autorelease>`_.
16632
16633 '``llvm.objc.autoreleasePoolPop``' Intrinsic
16634 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16635
16636 Syntax:
16637 """""""
16638 ::
16639
16640       declare void @llvm.objc.autoreleasePoolPop(i8*)
16641
16642 Lowering:
16643 """""""""
16644
16645 Lowers to a call to `objc_autoreleasePoolPop <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-autoreleasepoolpop-void-pool>`_.
16646
16647 '``llvm.objc.autoreleasePoolPush``' Intrinsic
16648 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16649
16650 Syntax:
16651 """""""
16652 ::
16653
16654       declare i8* @llvm.objc.autoreleasePoolPush()
16655
16656 Lowering:
16657 """""""""
16658
16659 Lowers to a call to `objc_autoreleasePoolPush <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-autoreleasepoolpush-void>`_.
16660
16661 '``llvm.objc.autoreleaseReturnValue``' Intrinsic
16662 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16663
16664 Syntax:
16665 """""""
16666 ::
16667
16668       declare i8* @llvm.objc.autoreleaseReturnValue(i8*)
16669
16670 Lowering:
16671 """""""""
16672
16673 Lowers to a call to `objc_autoreleaseReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-autoreleasereturnvalue>`_.
16674
16675 '``llvm.objc.copyWeak``' Intrinsic
16676 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16677
16678 Syntax:
16679 """""""
16680 ::
16681
16682       declare void @llvm.objc.copyWeak(i8**, i8**)
16683
16684 Lowering:
16685 """""""""
16686
16687 Lowers to a call to `objc_copyWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-copyweak-id-dest-id-src>`_.
16688
16689 '``llvm.objc.destroyWeak``' Intrinsic
16690 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16691
16692 Syntax:
16693 """""""
16694 ::
16695
16696       declare void @llvm.objc.destroyWeak(i8**)
16697
16698 Lowering:
16699 """""""""
16700
16701 Lowers to a call to `objc_destroyWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-destroyweak-id-object>`_.
16702
16703 '``llvm.objc.initWeak``' Intrinsic
16704 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16705
16706 Syntax:
16707 """""""
16708 ::
16709
16710       declare i8* @llvm.objc.initWeak(i8**, i8*)
16711
16712 Lowering:
16713 """""""""
16714
16715 Lowers to a call to `objc_initWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-initweak>`_.
16716
16717 '``llvm.objc.loadWeak``' Intrinsic
16718 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16719
16720 Syntax:
16721 """""""
16722 ::
16723
16724       declare i8* @llvm.objc.loadWeak(i8**)
16725
16726 Lowering:
16727 """""""""
16728
16729 Lowers to a call to `objc_loadWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-loadweak>`_.
16730
16731 '``llvm.objc.loadWeakRetained``' Intrinsic
16732 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16733
16734 Syntax:
16735 """""""
16736 ::
16737
16738       declare i8* @llvm.objc.loadWeakRetained(i8**)
16739
16740 Lowering:
16741 """""""""
16742
16743 Lowers to a call to `objc_loadWeakRetained <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-loadweakretained>`_.
16744
16745 '``llvm.objc.moveWeak``' Intrinsic
16746 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16747
16748 Syntax:
16749 """""""
16750 ::
16751
16752       declare void @llvm.objc.moveWeak(i8**, i8**)
16753
16754 Lowering:
16755 """""""""
16756
16757 Lowers to a call to `objc_moveWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-moveweak-id-dest-id-src>`_.
16758
16759 '``llvm.objc.release``' Intrinsic
16760 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16761
16762 Syntax:
16763 """""""
16764 ::
16765
16766       declare void @llvm.objc.release(i8*)
16767
16768 Lowering:
16769 """""""""
16770
16771 Lowers to a call to `objc_release <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-release-id-value>`_.
16772
16773 '``llvm.objc.retain``' Intrinsic
16774 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16775
16776 Syntax:
16777 """""""
16778 ::
16779
16780       declare i8* @llvm.objc.retain(i8*)
16781
16782 Lowering:
16783 """""""""
16784
16785 Lowers to a call to `objc_retain <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retain>`_.
16786
16787 '``llvm.objc.retainAutorelease``' Intrinsic
16788 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16789
16790 Syntax:
16791 """""""
16792 ::
16793
16794       declare i8* @llvm.objc.retainAutorelease(i8*)
16795
16796 Lowering:
16797 """""""""
16798
16799 Lowers to a call to `objc_retainAutorelease <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautorelease>`_.
16800
16801 '``llvm.objc.retainAutoreleaseReturnValue``' Intrinsic
16802 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16803
16804 Syntax:
16805 """""""
16806 ::
16807
16808       declare i8* @llvm.objc.retainAutoreleaseReturnValue(i8*)
16809
16810 Lowering:
16811 """""""""
16812
16813 Lowers to a call to `objc_retainAutoreleaseReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautoreleasereturnvalue>`_.
16814
16815 '``llvm.objc.retainAutoreleasedReturnValue``' Intrinsic
16816 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16817
16818 Syntax:
16819 """""""
16820 ::
16821
16822       declare i8* @llvm.objc.retainAutoreleasedReturnValue(i8*)
16823
16824 Lowering:
16825 """""""""
16826
16827 Lowers to a call to `objc_retainAutoreleasedReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautoreleasedreturnvalue>`_.
16828
16829 '``llvm.objc.retainBlock``' Intrinsic
16830 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16831
16832 Syntax:
16833 """""""
16834 ::
16835
16836       declare i8* @llvm.objc.retainBlock(i8*)
16837
16838 Lowering:
16839 """""""""
16840
16841 Lowers to a call to `objc_retainBlock <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainblock>`_.
16842
16843 '``llvm.objc.storeStrong``' Intrinsic
16844 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16845
16846 Syntax:
16847 """""""
16848 ::
16849
16850       declare void @llvm.objc.storeStrong(i8**, i8*)
16851
16852 Lowering:
16853 """""""""
16854
16855 Lowers to a call to `objc_storeStrong <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-storestrong-id-object-id-value>`_.
16856
16857 '``llvm.objc.storeWeak``' Intrinsic
16858 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16859
16860 Syntax:
16861 """""""
16862 ::
16863
16864       declare i8* @llvm.objc.storeWeak(i8**, i8*)
16865
16866 Lowering:
16867 """""""""
16868
16869 Lowers to a call to `objc_storeWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-storeweak>`_.